Practica 1 leyes de los gases


Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Practica 1: Leyes de los gases

OBJETIVO: El alumno demostrará con los datos obtenidos en el laboratorio, las leyes de Boyle, Charles-Gay Lussac,y la ley Combinada del estado gaseoso.

CONSIDERACIONES TEORICAS.
La Relación Volumen–Cantidad: LEY DE AVOGADRO
El trabajo del científico italiano AmadeoAvogadro complemento los estudios de Boyle, Charles y Gray Lussac. En 1811, publico una hipótesis en la que estableció que a la misma temperatura y presión, volúmenes iguales de diferentes gases contienen el mismo número de moléculas (o átomos si el gas es monoatómico). De ahí que el volumen de cualquier debe ser proporcional al número de moles de moléculas presentes; es decir Donde n representa elnúmero de moles y k, es la constante de proporcionalidad.
La ecuación matemática de la ley de Avogadro, la cual establece que la presión y temperatura constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional al número de moles del gas presente. De la ley de Avogadro aprendimos que, cuando dos gases reaccionan entre sí. Los volúmenes que reaccionan de cada uno de los gases tienen una relaciónsimple entre sí. Si el producto es un gas, su volumen se relaciona con el volumen de los reactivos a través de una sencilla relación (un hecho demostrado antes por Gray Lussac). Por ejemplo, considérese la síntesis de amoniaco a partir de hidrógeno y nitrógeno moleculares:
3H2 (g)+ N2 (g) 2NH3(g)
Ley de Boyle.
A una temperatura constante y para una masa dada de un gas, el volumen del gas varíade manera inversamente proporcional a la presión absoluta que recibe.
Lo anterior quiere decir que cuando un gas ocupa un volumen de un litro a una atmósfera de presión, si la presión aumenta a 2 atmósferas, el volumen ahora será de medio litro. La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando latemperatura es constante.
El volumen es inversamente proporcional a la presión:
•Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
•Si la presión disminuye, el volumen aumenta.
Ley de Charles
Es una de las leyes de los gases ideales. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley,Charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye.
Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con la energía cinética (debida al movimiento) de las moléculas del gas. Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayorvelocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.
Ley de Gay Lussac
Para una cierta cantidad de gas, al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por lo tanto aumenta el número de choques contra las paredes por unidad de tiempo, es decir, aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubrió que, encualquier momento del proceso, el cociente entre la presión y la temperatura absoluta tenía un valor constante.
Ley combinada

Las dos primeras leyes pueden utilizarse, como se ya se indicó, para averiguar el nuevo volumen que adquiere un gas cuando se modifica su temperatura y su presión, pero no cuando ambas variables lo hacen de manera simultánea. Sin embargo, en la práctica, lo másfrecuente es que así suceda.
La ley combinada de los gases es una suma de las leyes de Boyle y de Charles, incluso la ley de Gay Lussac. Al final, resulta la ecuación general:
ViPiTf=VfPfTi
La ley de Boyle y la ley de Charles han sido verificadas y confirmadas mediante cuidadosas realizaciones experimentales. En ciertas condiciones de temperatura y/o presión, las propiedades de la mayor partye de...