Laboratorio N 5

Laboratorio Nº5
“Determinación de la razón entre las capacidades
caloríficas de los gases”

Nombres: Humberto Javier
Apellidos: Cuadra Valdés
Carrera: Licenciatura en ciencias mención biología.
Fecha de realización: 15-10-2015
Fecha de entrega: 22-10-2015
Correo electrónico: humberto.cuadra@ug.uchile.cl

Introducción.
El objetivo del presente trabajo experimental es establecer la relación entrela capacidad
calorífica a volumen constante (Cv) y a presión constante (Cp), mediante la determinación
empírica del Gamma del aire, cuyo valor se obtiene a partir del Método de Clement y
Désormes.

Cv 

R
(1)
  1



Cp
Cv

(2)

Método de Clement y Désormes, en términos generales, consiste en expandir, de
forma adiabática (sin transferencia de calor hacia el sistema), un volumen de gas dado(en
este caso aire), contenido en un recipiente de aproximadamente 10 L de capacidad, donde
se determina la presión del gas antes P1 (h1) y después de la expansión P2 (h2), a través de
un manómetro de agua sensible a los cambios de presión. El cálculo de gamma a partir de
las alturas registradas del manómetro es en base a la siguiente ecuación:



h1
(2)
h1  h2

Para términos prácticos, en elpresente informe se trabajara con las capacidades caloríficas
molares [J mol-1 K-1]

PARTE EXPERIMENTAL
a) Materiales
-

Chuico
Pera de goma
Manómetro
Papel milimetrado
Agua
Soporte Universal
Mangueras

b) Procedimientos
Los materiales se dispusieron como se observa en la figura 1. Antes de comenzar el
experimento se verificó que el agua del manómetro estuvieran al mismo nivel (h = 0), en
amboslados de la columna. Con la ayuda de la pera de goma se bombeo presión al sistema
con tal de alcanzar alturas, para h1, de entre 10-14 cm. Al momento que la presión desciende
hasta una de estas alturas, se registró h desde el manómetro. Este dato nos indica la presión
del gas ese instante (Po). Luego, se abrió súbitamente el sistema, dejando escapar un poco
de, para que la presión descienda hastaigualarse a la atmosférica (P ) y se cerró nuevamente
el sistema doblando la manguera que conecta la pera de goma. Después de esto, la presión
aumentó hasta una presión P, que se registró como la altura h2 (obtenida a partir de la
diferencia de las columnas de agua del manómetro)
Se repitió el mismo procedimiento 10 veces para obtener un valor promedio de gamma.
1

a

Figura 1: Montaje delexperimento. El chuico(A) está conectado manómetro (D) y a la
pera de goma (B) por medio de mangueras (C).

Resultados
En la siguiente tabla se muestran las alturas h y h registradas en el manómetro con agua.
1

Tabla 1. Mediciones de alturas h y h
1

2

Medición

h [cm]

h [cm]

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

10
10
11
13
14
12
15
15
10
13

1,6
2,6
1,5
1,6
1,5
1,4
1,8
2,2
1,3
1,3

1

2

2

Tratamiento de datos
Secalculó el valor de γ para cada una de las diferentes alturas, utilizando la ecuación (2).
Ejemplo para medición 1:



10cm
 1,19
(10  1,6)cm

Tabla 2. Valores de gamma para cada medición de la Tabla 1
Medición
1
2
3
4
5
6
7
8
9

Gamma
1,19
1,35
1,16
1,14
1,12
1,13
1,14
1,17
1,15

10

1,11

Promedio

1,16

Luego para determinar los valores de las capacidades caloríficas a volumen ypresión
constantes (Cv y Cp), su utilizaron las ecuaciones (1) y (2):

Cv 

R
(1)
  1



Cp
Cv



(2)



Donde R= 8,314 J  mol 1  K 1 ,  = 1,16 (promedio)











8,314 J  mol 1  K 1
Cv 
 51,96 J  mol 1  K 1
1,16  1





Cp  51,96 J  mol 1  K 1  1,16  60,27 J  mol 1  K 1



1. A partir del Principio De Equipartición de la Energía y la composición del aire(considere que el aire es húmedo), calcule los valores para γ, Cp y Cv para el aire.
Comente sus resultados.
El principio de equiparticion de la energía establece, a grandes rasgos, que el aporte de
energía de las moléculas, de gases poliatomicos para este caso, está dado por los movimientos
traslacionales, rotacionales y vibracionales, teniéndose las siguientes ecuaciones que
consideran todos...