Ley De Charles

Ley de Charles

Introducción:
Esta ley dice que para una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con la energía cinética (debida al movimiento) de las moléculas del gas. Así que, para cierta cantidad de gas auna presión dada, a mayor velocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas
Es expresada: vT=k
Pero ademas se puede expresar asi: V1 T1=V2T2

Si no se modifica la presión, el volumen ocupado por un gas es proporcional a la temperatura absoluta (v/T=k)

A una Temperatura T1 el gas ocupa un volumenV1(V1=kT1)

Para otra Temperatura T2 el gas ocupará otro volumen :

V2(V2=kT2)

Dividiendo las dos ecuaciones:
(V1/V2=T1/T2)

Es obvio que cuando se calienta un gas se expande y cuando se enfría se contrae.

Ejemplos representativos en la vida

1.- Globo Aerostático: Cuando la presión permanece constante. A mayor temperatura, el gas ocupará mayor volumen.
Esto es lo quesucede en el quemador. Allí los gases de combustión salen a altas temperaturas, por lo que ocupan mucho volumen. Pero la masa de los gases se mantiene constante. Es decir, que dentro del globo hay menos masa que si estuviese inflado con aire a temperatura ambiente. Esto es lo que lo hace "más liviano".

2.- El aumento del volumen de aire de las llantas: Después de recorrer distancias en ciertotiempo y que debido al calor generado por la fricción, se manifiesta un incremento de temperatura y de choque entre las moléculas del aire contenido y en consecuencia hay un incremento de su volumen.

Objetivo

Comprobación de la ley de Charles. Mentalización sobre principios físicos y químicos que suceden en nuestro entorno a diario.

Material y Reactivos

-Erlenmeyer de 500 ml
-Pinzasde crisol
-Globo de acuerdo al matraz
-Mechero bunsen

Procedimiento Experimental

Se coloca la boca de un globo taponando la boca del matraz de 500 o de 250 ml. Según el tamaño del globo. Se sujeta el cuello del matraz con unas pinzas de crisol, se inclina y se calienta su mitad inferior sobre la llama del mechero Bunsen (aprox. A 10 cm de la llama). Mantener el globo lo más lejos posibledel mechero. En poco tiempo el globo se hincha y tomar mediciones del diámetro del globo, cada cierto tiempo (opcional). Cuando a adquirido un volumen adecuado, se deposita el matraz sobre un paño y al enfriarse el globo se deshinchara. Repetir mínimo 2 veces tomando datos y graficando.

Sistema a usar

Ojo:

1.-El experimento debe ser realizado con el mismo globo en todo momento.
2.-Para sacar el volumen del globo, al momento de estar tomando la medida de diámetro, este se debe de hacer conforme se va inflando por la acción del calor, sin quitar el matraz de la llama.
3.-Si hay dificultades, al momento de hacer el experimento, cambiar variantes, como son la cantidad de flama, distancia de la flama al Erlenmeyer, tiempo de calentamiento y medición, etc.

Datos y graficasobtenidas en el experimento

Peso del aire

Composición del aire

( condiciones normales ( 1 atm, 273.15 k) )
79%N228grN2100%=22.12gr
21%O232grO2100%=6.72 gr
1 mol = 28.84 g/m
V= 22.4 L

δ=mV=28.84gr22.4L=1.2875gr/L

Condiciones atmosféricas (ambientales) en el momento del experimento)
( 1023mb = 767.25 mmHg = 1.009539474 atm, 25 °C=298.15 K ) )

P1V1T1=P2V2T2 V2=P1V1T2T1P2

V2=1atm22.4L(298.15k)273.15k(1.009539474atm)

V2= 24.21 L

En el experimento
Erlenmeyer 500 mL = .500 L

.5 L1.2875 gr1L=0.64375 gr aire en el erlenmeyer

Para una presión constante

V1T1=V2T2

Resultados

Volumen en el globo (Volumen en la esfera)

4π3*r3=cm3
1...