Cero Absoluto

RESUMEN

Esta práctica tiene por finalidad estimar el valor de cero absoluto de la temperatura en grado Celsius, éste es la menor temperatura teóricamente posible, corresponde a -273,15°C o 0K, el concepto surgió en relación con experimentos con gases, cuando se enfría un gas sin variar su volumen, su presión decrece con la temperatura. Para ello se armó el equipo que consta de la plancha decalentamiento, beacker de 2 litros, un termómetro y un cilindro graduado de leyeron un total de 15 valores en un intervalo de temperatura de 72 a 4 °C, se tomó principalmente 3,2 ml de aire en el cilindro invertido en baño de agua, se dejó calentar a 72°C, cuya cantidad de aire fue de 5,2 ml, se procede a balar la temperatura agregando hielo al baño, se obtuvieron las siguientes cantidad de aire(4.8, 4.6, 4.1, 3.9, 3.8, 3.6, 3.5, 3.4, 3.4, 3.4, 3.2, 3.1, 2,9)ml a las siguientes temperaturas (66.8, 63.8, 59.4, 54.7, 49.1, 45.8, 42.7, 38.1, 28, 22.4, 18.4, 10.4, 8,3, 4.3)°C respectivamente, con dichos datos se realiza a grafica lo cual la línea de tendencia debería ser lineal, pero se obtuvo una curva se realizó entonces ajustes por mínimos cuadrados, esto con el fin de obtener la curvaexperimental deseada, los valores corregidos fueron los de la temperatura (48.3, 54.32, 55.87, 58.29, 52.28, 51.40, 49.08, 36.75, 34.81, 33.84, 39.18, 41.22, 24.72, 15.69, -12,44)°C

INTRODUCCION

Este procedimiento experimental tiene como propósito estimar el cero absoluto de temperatura en grado Celsius, éste se define como la menor temperatura teóricamente posible. El cero absolutocorresponde a -273,15 °C, o cero en la escala termodinámica o Kelvin (0 K), el concepto surgió por vez primera en relación con experimentos con gases; cuando se enfría un gas sin variar su volumen, su presión decrece con la temperatura. Según la tercera ley de la termodinámica, la entropía (o desorden) de un cristal puro sería nula en el cero absoluto; esto tiene una importancia considerable enel análisis de reacciones químicas y en la física cuántica. Los materiales presentan propiedades extrañas cuando se enfrían a temperaturas muy bajas.
Como también establece que el tercer principio de la termodinámica afirma que el cero absoluto no puede alcanzarse por ningún procedimiento que conste de un número finito de pasos. Es posible acercarse indefinidamente al cero absoluto, pero nunca sepuede llegar a él. En el cero absoluto el sistema tiene la mínima energía posible (cinética más potencial). Un ejemplo de esto son las cámaras frigoríficas actuales sólo alcanzan los -272ºC, la razón de ello es que las moléculas de la cámara, al llegar a esa temperatura, no tienen energía suficiente para hacer que ésta descienda aún más.
En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relaciónentre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía, esto ocurre por que cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número dechoques por unidad de tiempo será mayor, es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).
Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene elmismo valor.
Para la determinación del cero absoluto de temperatura es necesario conocer la presión parcial del aire seco que viene dado por la siguiente ecuación:
Paire= Ptotal – PH2O (1) donde Ptotal es la presión barométrica
PH2O es la presión de vapor de agua
Así como el volumen parcial de vapor de...