quimica


Objetivo:
Determinaremos el valor de la relación para el aire, por el método experimental denominado de Clément y Desormes.



















Introducción:
Calor especifico de un gas ideal: los calores específicos a presión y volumen constante de un gas ideal son funciones de la temperatura únicamente.
 En múltiples circunstancias, el calor especifico a presiónconstante no varia significativamente con la temperatura, y puede suponerse constante. En otras circunstancias, cuando esta variación es significativa, es conveniente usar un valor promedio para el calor específico. Para un gas ideal se cumple la relación,

Cp - Cv = R
     Dónde:    R = constante del gas
                     Cp = calor especifico a presión constante
                     Cv =calor especifico a volumen constante
El cociente  " " de los calores específicos es importante porque interviene en muchas de las relaciones de procesos termo-dinámicos.

= Cp / Cv
    De aquí se deduce que:
Cp = R / ( - 1)
Cv = R / ( - 1)

          
La termodinámica estudia las relaciones entre los fenómenos térmicos y los fenómenos mecánicos, es decir la transformación de calor entrabajo y viceversa.

Primera ley de la termodinámica:

La relación entre la presión y el volumen para todos los procesos termodinámicos se puede presentar en forma general por la ecuación:
"n"
En donde el valor “n” caracteriza un proceso especifico. Los procesos en los que el valor de n es arbitrario, reciben el nombre de “poli trópicos”.
Para la expansión adiabática de un gas:

puesto quepara un gas perfecto, y la energía es solo función de la temperatura, sustituyendo en la primera ley se tiene:

Ordenando e integrando entre límites, se obtiene:

Que es una ecuación que relaciona la temperatura y el volumen para procesos adiabáticos reversibles en donde aparece el exponente para el proceso adiabático () que es igual a la relación , donde Cp y Cv son las capacidadescaloríficas molares a presión y volumen constantes, que representan la cantidad de calor que se requiere para elevar la temperatura de un mol de gas en una unidad Kelvin.



Tipo de gas
Ejemplos
Cv (cal/molK)
Cp (cal/molK)

Monoatómico
He, Ne, Ar
3
5
1.66
Diatomico
H2, O2, N2, Cl2,aire
5
7
1.40
Triatómico
CO2, SO2, H2O
7
9
1.28


(P2-P1)
==
(P3-P1)

Material y equipo
Garrafón de Vidrio
Perilla de Hule
Manómetro con agua
Llave de paso
Tapón de hule trihoradado
Tubería de vidrio y látex















Proceso experimental.-
1.- Colocamos el equipo como se muestra en la imagen

2.- Posteriormente con la perilla de hule bombeamos aire hacia el interior del garrafón de talmanera que entre las alturas de las ramas del manómetro se pudiera alcanzar una diferencia de entre 30 a 40 cm.

3.- A continuación cerramos la válvula para registrar la diferencia de alturas en el manómetro, una vez que observamos la estabilización de las columnas de agua ().
4.- Después de tomar nuestros valores para la diferencia de alturas () destapamos el garrafón e inmediatamente (lo másrápido posible) volvimos a cerrar el tapón, así de esta forma dejamos ingresar a nuestro sistema cerrado nuestra sustancia externa que es el aire (originalmente ya tenemos aire dentro del garrafón).
5.- Después de destapar y tapar nuestro garrafón, dejamos estabilizar el agua en el manómetro para nuevamente tomar la diferencia de alturas ().
6.- Ahora lo único restante fue repetir nuestroexperimento desde los pasos 1 al 5, tomamos 10 anotaciones nuestros resultados y llegar a nuestros valores experimentales de la siguiente tabla.

h1(cmH2O)
h2(cmH2O)


Conversión
Pman(mmHg)
9.2
56.3
47.1
471
(471x1/13.6)x10
346.32
21
44.7
23.7
237
(237x1/13.6)x10
174.26
29.5
36.3
6.8
68
(68x1/13.6)x10
50
32
33.9
1.9
19
(19x1/13.6)x10
13.97
32.4
33.5
1.1
11...