Ruchardt 2k6

Relación de calores específicos a presión y volumen constante
para gases ideales: Método de Clément y Désormes y Rüchardt

Objetivo
El objeto de este experimento es determinar la relación entra calores específicos a
presión y volumen constante para gases ideales, γ = cP / cV, usando el método Clément y
Désormes.[1]

Proyecto 1.- Relación

entre calores específicos γ para gases

idealesEquipamiento recomendado: Sensor de presión conectado a un sistema de adquisición de
datos. Un recipiente de vidrio o plástico de unos 5 a 20 litros, dotado de un tapón con
conexión para el sensor de presión y válvula que permita ser presurizado hasta
aproximadamente 1 at.
El arreglo experimental para realizar este experimento consiste en un recipiente de
vidrio o plástico con un volumen de 5 a 20 litros.Un bidón o damajuana pueden ser
adecuados. Es necesario que el tapón del recinto tenga una salida que permita la conexión del
sensor de presión. También, el tapón debe permitir presurizar el recinto hasta
aproximadamente 1 at por sobre la presión atmosférica.
El experimento consiste en presurizar el recipiente y medir la presión inicial Pi del gas
que se halla a la temperatura ambiente T0.Seguidamente, se remueve súbitamente el tapón y
se permite que el gas se expanda adiabáticamente hasta la presión atmosférica ambiente P0.
Durante este proceso, el gas se enfría a una temperatura Tf ( nuevo el recipiente y se deja que el gas se termalice a la temperatura ambiente T0. En la Fig. 1
se muestra un esquema del método propuesto.
Pi , Vi , T0
Recipientepresurizado

Expansión
adiabática

P0 , Vf , Tf
Recipiente
presurizado

Proceso
isocórico

Pf , Vf , T0
Recipiente
presurizado

Fig.1 Diagrama esquemático del método experimental de Clément y Désormes.

Durante el proceso adiabático tenemos:

Experimento de Rüchardt – S. Gil – Laboratorio 5 UBA

1

Pi ⋅ Viγ = P0 ⋅ V fγ

(1)

En el siguiente proceso, el gas se calienta isocóricamente, como la temperaturainicial y final
son iguales, tenemos:

Pi ⋅ Vi = Pf ⋅ V f

(2)

De las ec.(1) y (2) , eliminando los volúmenes tenemos:
Pi  Pi
=
P0  Pf






γ

(3)

Por lo tanto:

γ =

ln (Pi P0 )
.
ln (Pi Pf )

(4)

Esta expresión nos permite calcular γ midiendo las tres presiones Pi , P0 y Pf.
Realice por lo menos 5 determinaciones de γ para el aire, obtenga el mejor valor y realice
una estimación de laincertidumbre de esta medición.
Compare sus resultados experimentales con los valores de tabla.

Proyecto 2.- Relación

entre calores específicos γ para gases

ideales
Equipamiento recomendado: Sensor de presión conectado a un sistema de adquisición de
datos. Una jeringa de plástico de 20 a 40 ml. Un dispositivo de madera o metal que permita
posicionar el émbolo de la jeringa en posiciones biendefinidas.
El arreglo experimental es similar la indicado en la Fig. 2. El dispositivo para fijar
posición permite definir con precisión dos posiciones de la jeringa de modo de poder variar
rápidamente el volumen de la misma entre dos posiciones bien definidas, Vi y Vf. Un pequeño
bloque de madera o plástico pude usarse para definir estas dos posiciones. Para este
experimento, es importante quepreviamente se calibre el sensor de presión de modo de medir
presiones absolutas. El experimento se inicia con la jeringa con un volumen de aire u otro gas
a presión atmosférica y con un volumen ligeramente superior al mayor volumen, Vf. Se
comprime el gas hasta el mínimo volumen, Vi , y se deja en esta posición hasta que el gas se
termalice con el medio, a la temperatura T0. En estas condiciones seinicia la adquisición de
datos. Un indicio de que la temperatura se equilibró se puede obtener notando que la presión
se ha equilibrado (alcanza un mínimo relativo estable, siempre y cuando no haya pérdidas de
Experimento de Rüchardt – S. Gil – Laboratorio 5 UBA

2

gas). Esta presión la designamos por Pi. Seguidamente, se permite una expansión rápida,
adiabática, al volumen Vf. Inmediatamente...

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