Cero Absoluto

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD DEL ZULIA
FACULTAD EXPERIMENTAL DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
UNIDAD ACADEMICA DE FISICOQUIMICA

determinación del “cero absoluto” de temperatura




Presentado por:
Br. Jesús Villalobos
C.I. Nº 19.971.398







Maracaibo, junio de 2011

RESUMEN
Se atrapo un volumen de gas contenido en un cilindro graduadoinvertido, dispuesto en un baño de agua desde una temperatura de 70 a 4 °C, donde se obtuvo 3,18 ml de Vaire y 0,0192 ml de Vvapor de agua, así como también 748,769 mmHg la Paire. Fue importante graficar una curva de Vaire Vs T º C, y realizar un ajuste por mínimos cuadrados, extrapolando la curva hacia el intercepto del eje de las coordenadas, para estimar el valor del cero absoluto el cualfue de -265,6 °C.

INTRODUCCION
El cero absoluto es la temperatura teórica más baja que existe y se caracteriza por la ausencia total de calor. La energía a la temperatura de cero absoluto es la más baja posible por lo cual según la mecánica clásica, las partículas carecen de movimiento, sin embargo; según la mecánica cuántica, en el cero absoluto debe existir una energía residual, llamadaenergía de punto cero.
En la escala kelvin, el cero absoluto es la temperatura de 0 K, sin embargo no se puede alcanzar esta temperatura en el laboratorio ya que la mayoría de los gases se licuan o solidifican antes.1
La relación entre el volumen de un gas y su temperatura fue descubierta en 1.787 por Jacques Charles (1.746 – 1.823), quien observo que el hidrogeno, aire, dióxido de carbono y oxigenose expandían en igual proporción al calentarlos desde 0º a 80 ºC, manteniendo la presión constante. Sin embargo, fue Gay – Lussac el primero que, en 1.802, encontró que todos los gases aumentaban igual volumen por cada grado de elevación de temperatura, y que el incremento era aproximadamente 1/273 el volumen del gas a 0 ºC, o con mayor precisión, 1/273,15. Si designamos por Vo el volumen del gas a0 ºC y por V su volumen a t ºC, entonces podemos escribir de acuerdo con Gay – Lussac:
V=Vo + t273,15 Vo
= Vo 1 + t273,15
= Vo273,15 +1273,15 1

Ahora podemos definir una nueva escala de temperatura tal que para una t dada corresponda otra establecida por la relación T = 273,15 + t, y 0 ºC por To = 273,15, como en la ecuación (1) toma un forma más simple
VVo = TTo
V2V1 =T2T1 (2)
Esta nueva escala de temperatura, de Kelvin o absoluta, es de importancia fundamental en toda ciencia. En función de ella de ecuación (2) nos dice que el volumen de una cantidad definida de un gas a presión constante es directamente proporcional a la temperatura absoluta, es decir
V= K2T 3
Donde K2 es un factor de proporcionalidad determinado por la presión, la naturaleza delgas y las unidades de V. La conclusión anterior y la ecuación (3) son expresiones de la Ley de Charles o de Gay-Lussac. Como para una cantidad dada de gas, k2 tendrá diferentes valores a distintas presiones, obtendremos una serie de líneas rectas para cada presión constante y cada una de ellas es una isobara verificándose que su pendiente es tanto mayor cuanto menor es la presión.
La ecuación(3) sugiere también que si enfriamos un gas a 0 K (- 273 ºC), su volumen se reducirá a cero.2
Por lo antes expuesto, en el presente trabajo se realizo un estudio, con el objeto de estimar el valor de “cero absoluto” de temperatura en grados Celsius.

PARTE EXPERIMENTAL
Se atrapo una pequeña cantidad de aire (3 - 5 mL) dentro de un cilindro graduado invertido en un baño de agua, dispuesto enun vaso de precitado de 2 L sobre una plancha de calentamiento. Para atrapar el aire basto con llenar parcialmente con agua el cilindro graduado e invertirlo sumergiéndolo rápidamente en el baño de agua. El cilindro se sumergió lo suficiente en el baño de agua para mantener uniforme la temperatura sobre el aire atrapado. Se fijo la temperatura del baño aproximadamente 70 ºC. Se permitio unos...