Ley de gases

EXPERIMENTO FII-08 LEYES DE LOS GASES IDEALES I
1.0 OBJETIVO
Estudiar la ley de los gases ideales conocida como Ley de Boyle-Mariotte, Equipo Necesario Sensor de Presión Conector de acoplamiento fácil (del Sensor de Presión) Jeringa (del Sensor de Presión) Tubo de plástico (del Sensor de Presión) Glicerina Cantidad 1 1 1 1 1 mL

2.0 FUNDAMENTO TEORICO
La termodinámica se ocupa solo devariables microscópicas, como la presión, la temperatura y el volumen. Sus leyes básicas, expresadas en términos de dichas cantidades, no se ocupan para nada de que la materia esta formada por átomos. Sin embargo, la mecánica estadística, que estudia las mismas áreas de la ciencia que la termodinámica, presupone la existencia de los átomos. Sus leyes básicas son las leyes de la mecánica, las que seaplican en los átomos que forman el sistema. Afortunadamente, no son importantes las historias individuales detalladas de los átomos que hay en un gas, si sólo se trata de determinar el comportamiento microscópico del gas. Así, aplicamos las leyes de la mecánica estadísticamente con lo que nos damos cuenta de que podemos expresar todas las variables termodinámica como promedios adecuados de laspropiedades atómicas. Por ejemplo, la presión ejercida por un gas sobre las paredes de un recipiente es la rapidez media, por unidad de área, a la que los átomos de gas transmiten ímpetu a la pared, mientras chocan con ella. En realidad el numero de átomos en un sistema microscópico, casi siempre es tan grande, que estos promedios definen perfectamente las cantidades. Podemos aplicar las leyes de lamecánica estadísticamente a grupos de átomos en dos niveles diferentes. Al nivel llamado teoría cinética, en el que procederemos en una forma más física, usando para promediar técnicas matemáticas bastantes simples. En otro nivel, podemos aplicar las leyes de la mecánica usando técnicas que son más formales y abstractas que las de la teoría cinética. Este enfoque desarrollado por J. Willard Gibbs(1839-1903) y por Ludwig Boltzmann (1844-1906)entre otros, se llama mecánica estadística, un termino que incluye a la teoría cinética como una de sus ramas. Usando estos métodos podemos derivar las leyes de la termodinámica, estableciendo a esta ciencia como una rama de la mecánica. El florecimiento pleno de la mecánica estadística (estadística cuántica), que comprende la aplicación estadística de lasleyes de la mecánica cuántica, más que las de la mecánica clásica para sistemas de muchos átomos. Gas ideal : Una descripción macroscópica.

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Hagamos que cierta cantidad de gas esté confinada en un recipiente del volumen V. Es claro que podemos reducir su densidad, retirando algo de gas en el recipiente, o colocando el gas en un recipiente más grande. Encontramos experimentalmente que adensidades lo bastante pequeñas, todos los gases tienden a mostrar ciertas relaciones simples entre las variables termodinámicas p,V y T. Esto sugiere el concepto de un gas ideal, uno que tendrá el mismo comportamiento simple, bajo todas las condiciones de temperatura y presión. Dado cualquier gas en un estado de equilibrio térmico, podemos medir su presión p, su temperatura T y su volumen V. Paravalores suficientes pequeños la densidad, los experimentos demuestran que: (1) Para una masa dada de gas que se mantiene a temperatura constante, la presión es inversamente proporcional al volumen (ley de Boyle). (2) Para una masa dada de gas que se mantiene a presión constante, el volumen es directamente proporcional a la temperatura (ley de Charles y Gay Lussac). Podemos resumir estos resultadosexperimentales por medio de la relación: pV = una constante (para una masa fija de gas). T El volumen ocupado por un gas a una presión y temperaturas dadas, es proporcional a la pV masa del gas. Así, la constante de la ecuación = una constante, también debe ser T proporcional a la masa del gas, por ello escribimos la constante de la ecuación pV = una constante; como nR, donde n es el numero de...