Relacion entre las capacidades calorificas de un gas

“RELACIÓN ENTRE LAS CAPACIDADES CALORÍFICAS DE UN GAS”

OBJETIVO: EL ALUMNO DETERMINARÁ EL VALOR DE LA RELACIÓN CP7CV PARA AIRE, POR EL MÉTODO DE CLÉMENT Y DESORMES.
MATERIAL UTILIZADO:
* 1 GARRAFÓN DE VIDRIO
* 1 PERILLA DE HULE
* 1 MANÓMETRO DIFERENCIAL(CON AGUA)
* 1 LLAVE DE PASO
* 1 TAPÓN DE HULE TRIHORADADO
* TUBERÍA DE VIDRIO Y LATEX
SUSTANCIA:
* AIREDESARROLLO:
EN PRIMER LUGAR CONECTAMOS EL EQUIPO COMO SE MUESTRA EN LA FIGURA EN EL MANUAL, DESPÚES DE ESTO BOMBEAMOS AIRE MEDIANTE LA PERILLA HASTA ALCANZAR UNA DIFERENCIA DE ALTURAS MAYOR A 30 cm EN EL MANÓMETRO.
UNA VEZ AHÍ SE TOMA LA MEDIDA INICIAL DE LA PRESIÓN SE DESTAPA EL GARRAFÓN Y SE VUELVE A TAPAR INMEDIATAMENTE, SE TOMA LA SEGUNDA MEDIDA. ESTE PROCEDIENTO LO REALIZAMOS 6 VECES Y SETOMARON LOS SIGUIENTES VALORES.
EXPERIMENTO No. | ∆h₁(cm H₂O) | ∆h₂ (cm H₂O) | ∆h₃ (cm H₂O) |
1 | 30 | 0 | 5 |
2 | 32 | 0 | 4 |
3 | 34 | 0 | 3.3 |
4 | 40 | 0 | 6 |
5 | 37.5 | 0 | 6 |
6 | 36 | 0 | 5.3 |

DESPÚES DE TOMAR ESTOS DATOS SE NOS PIDE SACAR LA RELACIÓN PÀRA CALCULAR EL VALOR DEL EXPONENTE γ EN EL PROCESO ADIABÁTICO Y MEDIANTE LA FÓRMULA:
Cp / Cv = γ = (P₂-P₁)/(P₃-P₁)
DE ESTOSCÁLCULOS SE FORMA LA SIGUIENTE TABLA.
EXPERIMENTO | P₁ abs (mm Hg) | P₂ abs (mm Hg) | P₃ abs (mm Hg) | γ |
1 | 607.05 | 585 | 588.67 | 1.19 |
2 | 608.53 | 585 | 587.94 | 1.14 |
3 | 610 | 585 | 587.42 | 1.1 |
4 | 614.41 | 585 | 589.41 | 1.17 |
5 | 612.57 | 585 | 589.41 | 1.19 |
6 | 611.47 | 585 | 588.89 | 1.17 |
| γ = | 1.16 |

CUESTIONARIO.
1) ¿EN QUE MOMENTO DEL EXPERIMENTO SELLEVAN A CABO LOS PROCESOS: a) ADIABÁTICO Y b) ISOMÉTRICO? EXPLIQUE BREVEMENTE.
R.- EL PROCESO ADIABÁTICO SE LLEVA A CABO CUANDO SE HACE LA EXPANSIÓN, ESTO ES, CUANDO SE DESTAPA EL GARRAFÓN RÁPIDAMENTE Y EL PROCESO ISOTÉRMICO ES AL INCREMENTAR LA PRESIÓN CUANDO EL GARRAFÓN ESTÁ TAPADO.
2) ¿POR QUÉ NO SE LLEVA DE MANERA FÍSICA EL PROCESO ISOTÉRMICO?
R.- POR QUE AL INCREMENTAR LA PRESIÓN EN ELGARRAFÓN LA TEMPERATURA TAMBIÉN AUMENTA SOLO QUE NO ES VISIBLE ESTE CAMBIO.
3) EN UNA EXPANSIÓN ADIABÁTICA UN GAS SE ENFRÍA. ¿CÓMO EXPLICA ESTO SI Q=0?
R.- ESTE PROCESO SE REALIZA CUANDO UN GAS PASA DE UNA PRESIÓN MAYOR A UNA MENOR PERO SIN CEDER O TOMAR CALOR DEL MEDIO, PERO REALIZA UN TRABAJO HACIA EL ENTORNO LO CUAL HACE QUE DESCIENDA SU TEMPERATURA.
4) CALCULE EL PORCENTAJE DE DESVIACIÓNENTRE EL VALOR OBTENIDO PARA γ (PROMEDIO) EN COMPARACIÓN CON EL VALOR TEÓRICAMENTE ESPERADO.
R.- (VALOR TEÓRICO- VALOR EXPERIMENTAL)*100/ VALOR TEÓRICO
(1.28-1.16)*100/1.28 = 9.375%

5) CALCULE LOS VOLÚMENES Y LAS TEMPERATURAS PARA DOS PROCESOS DE EXPANSIÓN DE 1 MOL DE AIRE QUE INICIALMENTE ESTA A CONDICIONES NORMALES DE PRESIÓN Y TEMPERATURA (CNPT) UNO ISOTÉRMICO Y OTRO ADIABÁTICO UTILIZANDOEL VALOR PARA γ.
PROCESO ISOTÉRMICO n=1 mol DE AIRE, T=273K, PV=cte. O P₁V₁=P₂V₂
PRESION(atm) | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 0.1 |
VOLUMEN (L) | 22.4 | 24.88 | 28 | 32 | 37.33 | 44.8 | 56 | 74.67 | 112 | 224 |

PROCESO ADIABÁTICO n=1 mol DE AIRE, P₁V₁’=P₂V ₂’
PRESION(atm) | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 0.1 |
VOLUMEN (L) | 22.4 | 24.5 | 27.11| 30.4 | 34.72 | 40.62 | 49.23 | 63.08 | 89.47 | 162.62 |
TEMPERATURA (K) | 273 | 269.06 | 264.72 | 259.88 | 254.41 | 253.42 | 252 | 242.19 | 229.01 | 208.12 |

6) TRACE EN UNA HOJA DE PAPEL MILIMÉTRICO, EN LOS EJES P EN FUNCIÓN DE V, LOS DATOS DE LAS TABLAS ANTERIORE, CORRESPONDIENTES A LAS CURVAS DE LOS PROCESOS ISOTÉRMICO Y ADIABÁTICO. INTERPRETE LOS DATOS OBTENIDOS.

7) ¿QUÉ CONDICIONESPERMITEN QUE UN PROCESO SEA ADIABÁTICO?
R.-
a) RAPIDEZ DE LA REALIZACIÓN DEL PROCESO: ES UN PROCESO IRREVERSIBLE DE UN SOLO PASO.
B) AISLAMIENTO DEL SISTEMA: EN UN SISTEMA AISLADO NO AY INTERCAMBIO DE MATERIA Y DE ENERGÍA CON LA FRONTERA. PARA UN PROCESO ADIABÁTICO SOLO INTERVIENEN INTERACCIONES DE TRABAJO POR LO TANTO NO IMPORTA QUE Q=0 YA QUE EL TRABAJO PARA UN PROCESO ADIABÁTICO ES:...