Determinación del cero absoluto de temperatura

UNIVERSIDAD CENTROAMERICANA “JOSÉ SIMEÓN CAÑAS” UCA

LABORATORIOS DE FISICOQUÍMICA “Práctica No. 3 – Determinación del cero absoluto de temperatura” Asignatura: Fisicoquímica Integrantes: Luis Alfredo Alemán Escamilla Carlos Ricardo Guerrero Granados 20 de Enero 2012

Introducción Teórica Datos y Observaciones Cálculos y Resultados Cuestionario Nota del Reporte:

Causas de errorRecomendaciones Conclusiones Bibliografía

INTRODUCCIÓN TEÓRICA
Si bien es cierto, en la práctica anterior se comprobó la ley de Charles y se abordó la relación que hay entre esta ley fundamental y la de Gay–Lussac; incluso se dijo que se suelen tomar como una sola ley. Pues en esta práctica se retomaran parte de ellas, pero sobre todo con énfasis en la ley de Gay-Lussac. Posteriores estudios lellevaron a comprobar que al aumentar la temperatura en un grado Celcius de un gas, éste experimenta una dilatación de 1/273 partes de su volumen, formando juntamente con Charles una ley (Pérez, J; Cabrerizo, D; 2008). La ley de Gay-Lussac afirma que a volumen constante, la presión absoluta de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta:

En una gráfica de volumen contra temperatura,donde moles y presión permanecen constantes en el tiempo, el comportamiento de la misma es lineal. Dicho comportamiento en donde una gama de gases de diferentes tipos muestran un mismo patrón hacia una temperatura inalcanzable, demuestra otra de las propiedades de los gases a volumen constante, desarrollando un nuevo concepto de temperatura. Ese nuevo concepto se le conoce como el cero absoluto,que es la temperatura teórica más baja posible. A esta temperatura el nivel de energía del sistema es el más bajo posible, por lo que las partículas, según la mecánica clásica, carecen de movimiento. Está idea se debe a que los átomos y moléculas poseen una energía de movimiento, que se percibe como temperatura. En otras palabras, los átomos y moléculas están en movimiento constante y se mide laenergía de estos movimientos como la temperatura de una sustancia. Mientras más energía hay en una sustancia, mayor movimiento molecular y mayor temperatura percibida. (Ball, 2005). La escala empleada para medir el cero absoluto es la escala Kelvin (K), usada por el sistema internacional de unidades, esta escala es conocida como la de temperatura absoluta y su cero es inalcanzable, y este equivale a-273.15°C.

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DATOS Y OBSERVACIONES
Las condiciones iniciales a las que se realizó el experimento fueron las siguientes: Se logró medir 680.5 mm de Hg de presión atmosférica, a 28º Celcius de temperatura ambiente. En el experimento, nuevamente se hizo uso del circulador para el cambio de temperatura del agua para realizar el baño. El objetivo fue de tomar datos que demostraran de qué manerase comporta el aire cuando se mantiene constante el volumen y los moles, y varía la temperatura; esto a través de un termómetro de gas (termómetro si se sabe que tanto temperatura como presión son proporcionales) que permite conocer la presión en libras por pulgadas cuadradas del gas encerrado en el termómetro. Por cada 5 grados en aumento de temperatura, el termómetro de gas registraba un cambiode presión. Estos fueron los datos obtenidos:
Tabla 1 – Valores de la Presión por cambio en la temperatura del baño Temperatura ºC 5º 10 º 15 º 20 º 25 º 30 º 35 º 40 º 45 º 50 º Temperatura K 278.15 283.15 288.15 293.15 298.15 303.15 308.15 313.15 318.15 323.15 Presión (psi) 13.4 13.9 14.1 14.2 14.7 14.9 15.1 15.3 15.6 15.9

En la tabla se puede observar que a medida que la temperatura delagua aumenta, los datos de presión del gas encerrado son más altos por lo que la presión aumenta.

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CÁLCULOS Y RESULTADOS
Representación gráfica del comportamiento del gas. Mediante la tabla anterior se puede obtener una gráfica de presión contra temperatura (en Celcius y Kelvin) demostrando el comportamiento del gas cuando éstas varían y el volumen y los moles permanecen constantes....