Practica 1
El alumno demostrará con los datos obtenidos en el laboratorio, las leyes de Boyle, Charles-Gay Lussac y la ley Combinada del estado gaseoso.
INTRODUCCCIÓN TEÓRICA
LEY DE BOYLE
La relación matemática que existe entre la presión y el volumen de un cantidad dad de un gas a una cierta temperatura fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Boyle encerró una cantidad de aire en el extremocerrado de un tubo en forma de U, utilizando mercurio como fluido de retención. Boyle descubrió que el producto de la presión por volumen de una cantidad fija de gas era un valor aproximadamente constante. Notó que si la presión de aire se duplica su volumen era la mitad del volumen anterior y si la presión se triplicaba el volumen bajaba a una tercera mitad del inicial. También observo que alcalentar un gas aumentaba su volumen si la presión se mantenía constante, a este proceso se le llama proceso isoborico.
La ley de Boyle dice que:
Para cierta cantidad de un gas a una temperatura constante, el volumen del gas es inversamente proporcional a su presión.
Matemáticamente podemos expresar esta relación inversa entre la presión y volumen como:
o PV =α (a constante)
Cuando reemplazamos el símbolo de proporcionalidad (α) por un signo igual y una constante de proporcionalidad, vemos que el producto de la presión y el volumen de una cantidad fija de gas a una temperatura dada es una constante (a). El valor de a depende de la cantidad de gas y de la temperatura.
LEY DE CHARLES
La relación entre el volumen y la temperatura del gas fuedescubierta por el físico francés Jacques Charles en 1787 y, de manera independiente por Josef Louis Gay-Lussac, que la público en 1802.
La ley de Charles dice que:
El volumen de una cantidad fija de un gas a presión constante es directamente proporcional a la temperatura (absoluta) Kelvin.
Mediante las ecuaciones matemáticas
VαT o V=bT (donde b es una constante)
El valor de la constante bdepende de la cantidad de gas y de la presión y no dependen del gas que se considere. A partir de estas ecuaciones se observa que si se duplica la temperatura Kelvin de un gas, su volumen se duplica. Si se reduce la temperatura, el volumen se reduce.
LEY DE GAY-LUSSAC
Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante
Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac aprincipios de 1800. Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.
La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:
•Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.
•Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión
Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el númerode choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.
Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:
(El cociente entre la presión y la temperatura es constante)
Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y auna temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:
que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.
Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta. Al igual que en la ley de Charles, las temperaturas han de expresarse en Kelvin.
La ecuación de losgases ideales
A partir de las tres leyes elementales de los gases, se deduce que el volumen debe ser directamente proporcional a la cantidad de gas, directamente proporcional a la temperatura Kelvin e inversamente proporcional a la presión, es decir,
PV=nRT
Esta ecuación se llama ecuación de los gases ideales y cualquier gas que obedezca esta ecuación se dice que es un gas ideal (o gas...
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