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Laboratorio 1:
Cálculo de la razón de las capacidades caloríficas de los gases


























Integrantes: Matías Alarcón Carmona
Valentina Moreno Allende
Carrera: Geología
Grupo: A
Fecha de entrega: 02/04/2015
Profesora: Elizabeth Rincón
1. DESCRIPCIÓN DEL EXPERIMENTO

1.1 Introducción
Para una expansión isotérmica, la relación entre la presión () y volumen () de losgases involucrados está dada por


Por otra parte, la relación entre estas variables en una expansión adiabática está definida como


Siendo la razón entre las capacidades caloríficas de los gases, es decir



Si evaluamos dos muestras idénticas de gas, una sometiéndola a una expansión adiabática y la otra a una expansión isotérmica, y sometidas a un límite de expansión, obtenemos elsiguiente gráfico:













Donde la curva AB es adiabática y la curva AC es isotérmica.

Así, es posible demostrar que la razón de las tangentes del cambio adiabático e isotérmico está determinada por


Cuando consideramos los cambios de presión y volumen lo suficientemente pequeños, es decir, asumimos una extensión limitada, las curvas se pueden considerar rectas, y por lo tanto, la razón de laspendientes es AB/AC.


En este experimento, una muestra de aire expande adiabáticamente a través de un intervalo de presión conocida y luego absorbe calor del ambiente hasta que la temperatura inicial se reestablece, dando la presión final de una supuesta expansión isotérmica.

1.2 Método experimental
Materiales:
Chuico
Manómetro
Tapón der goma
Tubos de vidrio
Termómetro
Pera de goma
ManguerasDesarrollo:
a) Bombear aire al recipiente hasta obtener una presión entre 19 y 21 cm de ftalato de butilo, anotar el valor exacto cuando exista equilibrio térmico con el exterior.

b) Liberar la presión de la pera de goma, para reestablecer el equilibrio entre la presión atmosférica y la presión interna del sistema.

c) Cuando las columnas líquidas alcancen la misma altura, bloquear el escape delaire con el dedo, así, la expansión ocurre tan rápido que no hay absorción de calor con los alrededores.

d) Cuando el nivel de ftalato de butilo no presente más variaciones, anote la lectura final del manómetro.

e) Con los resultados, calcule más exactamente (forma logarítmica) a partir de las ecuaciones:


f) Calcular , y teóricos del aire.

g) Discutir posibles fuentes de error.

2. DATOS


-Presión atmosférica = 758 mmHg
= 0,997368421 atm
- Temperatura ambiental = 21°C
- Densidad ftalato de butilo = 1,046 g/cm3
- Densidad mercurio = 13,55 g/cm3






3. TRATAMIENTO DE DATOS Y RESULTADOS

a) Conversión de cm de ftalato de butilo a mm de Hg.
Se debe obtener la razón entre las densidades del ftalato de butilo y Mercurio y luego multiplicar esteresultado por el promedio de las lecturas del manómetro. Por fórmula de presión hidrostática se sabe que



Dividiendo por obtenemos



Reordenando



Reemplazando con los datos





Para obtener






b) Conversión de mm de Hg a atm.
Como ya sabemos, , pero como vimos anteriormente, , por lo tanto





Reemplazando con los datos obtenidos



Lo que convertido en atmósferas sería



Porotro lado, sabemos que , y aplicando el mismo razonamiento anterior tenemos que



Entonces tenemos que



Lo que convertido en atmósferas sería



c) Obtención de experimental.
A continuación se utilizarán dos ecuaciones para obtener el coeficiente de dilatación adiabática mediante los datos obtenidos en el laboratorio.
En la primera de estas se obtiene a partir netamente de las alturasmedidas



Al reemplazar con los datos obtenidos anteriormente tenemos que



Existe una segunda forma, más exacta pero más complicada, de obtener este coeficiente, y está determinada a partir de dos ecuaciones y el siguiente razonamiento matemático. Sabemos que




A partir de la segunda ecuación deducimos que

=

Dato que se utilizará para reemplazar en los siguientes...