Relación presión –volumen para un sistema gaseoso

Relación presión –volumen para un sistema gaseoso.

Objetivo: estudiar la relación que existe entre la presión y el volumen de un sistema gaseoso (aire).

Introducción.
La ley de Boyle-Mariotte (o La ley de Boyle), formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de los gases idéales que relaciona el volumen y la presión de un cierta cantidad de gas mantenida a temperaturaconstante. La ley dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión: PV= K
Donde K es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. El valor exacto de la constante K no es necesario conocerlo para poder hacer uso de la ley.
Con esta ley se pueden estudiarlos sistemas gaseosos para procesos isotérmicos donde queda como P1V1 = P2V2.
Junto con la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac, la ley de Boyle forma las leyes de los gases, que describen la conducta de un gas ideal. Las tres leyes pueden ser generalizadas en la ecuación universal de los gases ideales.

Cuestionario previo.
1.- Enunciar las características asignadas al modelo del gas ideale indicar que condiciones de presión y temperatura es aplicable.
El modelo de gas ideal se describe mediante una función de estado que relaciona la presión, temperatura y el volumen molar de un sistema gaseoso. Nos dice que la presión es proporcional a la temperatura y que el volumen es inversamente proporcional a la presión.

2.- Mencionar y definir las propiedades básicas que permiten eldesarrollo de las leyes empíricas de los gases.
Presión: Es la fuerza que actúa en un área determinada.
Volumen molar: Es el volumen que ocupa un mol de un gas.
Temperatura: Magnitud física descriptiva de un sistema que caracteriza la transferencia de energía térmica o calor entre ese sistema y otro. Es una medida de la energía cinética asociada al movimiento aleatorio de las partículas quecomponen el sistema.

3.- ¿Cuáles son las leyes empíricas de los gases?
Ley de Boyle: P1V1 = P2V2 n y T constantes.
Ley de Charles: V1/T1 = V2/T2 n y P constantes
Ley de Gay-Lussac: P1/T1 = P2T2 n y V constantes

4.- ¿Quienes fueron y que hicieron Robert Boyle (1627-1691) y Edme Mariotte (1620-1685)?

Robert Boyle fue un químico ingles que realizo experimentos sobre el comportamiento físicode los gases en los cuales comprobó que el volumen de una cantidad dada a gas a temperatura constante es inversamente proporcional a su presión. Edme Mariotte fue un físico francés el cual llego a la misma conclusión que Boyle.

5.- ¿Cómo se determina el volumen de un cilindro?
El volumen de un cilindro se obtiene multiplicando el area de la base por la altura V = πr2h.

Problema:
Determinarla relación que existe entre la presión y el volumen, para un gas modelo ideal que se encuentra en un sistema cerrado a temperatura constante.

Material y reactivos:
Un manómetro en U rama cerrada con mercurio.
1 regla.

Procedimiento experimental.
El sistema de trabajo el aire atrapado en la rama cerrada del instrumento.
1.- desplazar cualquiera de las ramas del manometro hacia arriba ohacia abajo para modificar tanto el volumen como la presión del gas. Cada vez que se modifique el estado del gas, se debe esperar unos minutos para que el sistema alcance nuevamente el equilibrio térmico con sus alrededores y que se pueda realizar una medida manométrica.
2.- Medir la altura (H) del gas dentro del cilindro para determinar su volumen.
3.- Modificar el estado del gas por lo menos 10veces y completar la información solicitada.

Datos experimentales.

-Condiciones del sistema:
Presión atmosférica local = 57.73 cm Hg
Temperatura ambiente = 19°C
Diámetro de tubo interno = 0.5 cm
Radio del tubo interno = 0.25 cm

|ΔH |Volumen |P manométrica |P absoluta |1/P |1/V |PV |
|(cm)...