Termodinamica

Universidad Centroamericana
“José Simeón Cañas”
UCA

LABORATORIO TERMODINÁMICA I

“Ley de Boyle-Mariotte y Ley de Charles”

Catedrático:
Ing. Leonel Ernesto Hernández

Instructor:
Javier Mina

Integrantes:
Ibañez García, Luis Benjamín 00092208
López Hernández, Alexandra Adriana Beatriz 00021208

Fecha de entrega:
Viernes 14 de abril de 2010

Sumario

El presentereporte muestra los datos obtenidos durante la práctica realizada el día viernes 9 de abril de 2010, en la cual se trata de ver la relación que hay entre las variables de estado temperatura, presión y cantidad de sustancia de un fluido o gas. Estas relaciones se modelan de acuerdo a diferentes leyes que son: Ley de Boyle-Mariotte y la Ley de Charles.

Para poder comprobar dichas leyes se hicieronvarias mediciones, con el fin de poder graficar el comportamiento y tendencia que los datos muestran a temperaturas y volúmenes constantes. Los datos obtenidos durante la práctica dan como resultado porcentajes de error demasiados altos, por lo que se puede decir que el aire no se comporta como un gas ideal, ya que esto solo ocurre en condiciones muy especiales de bajas presiones y altastemperaturas.

Objetivos

* Entender las leyes de Boyle-Mariotte, y la ley de Charles para poder así explicar el comportamiento que los gases ideales presentan a ciertas condiciones específicas ya sea temperatura o presión constante.

* Comprobar experimentalmente la Ley de Boyle-Mariotte y la Ley de Charles para una cantidad constante de sustancia.

* Conocer el coeficiente decompresibilidad cúbica, el coeficiente térmico de tensión y la constante universal de los gases, a partir de los datos obtenidos durante la práctica.

* Verificar que un incremento de presión implica un decremento de volumen.

* Comparar el porcentaje de error del coeficiente térmico de tensión práctico con el valor teórico.

Observaciones y datos

Ley de Boyle-Mariotte

T=25°C
Vo=50mlVolumen (ml) | Presión (mbar) |
30 | 1162 |
35 | 1120 |
40 | 1040 |
45 | 997 |
50 | 930 |
55 | 976 |
60 | 888 |
65 | 849 |
70 | 804 |
75 | 768 |

Ley de Charles

Patm=932
To=30.2°C
Vo=50ml

Presión (mbar) | Temperatura (°C) |
932 | 30.2 |
947 | 35.2 |
940 | 40.2 |
937 | 45.2 |
943 | 50.2 |
941 | 55.2 |
943 | 60.2 |
938 | 65.2 |
940 | 70.2 |
936 |75.2 |

Cálculos y Resultados

Ley de Boyle-Mariotte

* Gráfica 1

Volumen (L) | Presión Absoluta (bar.) |
0,03 | 1,162 |
0,035 | 1,12 |
0,04 | 1,04 |
0,045 | 0,997 |
0,05 | 0,93 |
0,055 | 0,976 |
0,06 | 0,888 |
0,065 | 0,849 |
0,07 | 0,804 |
0,075 | 0,768 |

En esta gráfica se puede observar como varia la presión y el volumen cuando la temperatura se mantieneconstante. Como era de esperarse esta mantienen una correlación lineal, la cual según la Ley de Boyle-Mariotte se comporta de manera inversa, así:

Al obtener esta ecuación por el método de los mínimos cuadrados se obtuvo que la misma posee un Coeficiente de Correlación de:

* Gráfica 2

1/Volumen (L^-1) | Presión Manométrica (bar.) |
33,33333333 | 0,23 |
28,57142857 | 0,188 |
25 |0,108 |
22,22222222 | 0,065 |
20 | -0,002 |
18,18181818 | 0,044 |
16,66666667 | -0,044 |
15,38461538 | -0,083 |
14,28571429 | -0,128 |
13,33333333 | -0,164 |

El objetivo de esta grafica es comprobar el grado de similitud entre la presión atmosférica real (la obtenida en el laboratorio), y la que se obtiene a partir de esta grafica; ya que el valor negativo del intercepto con eleeje y de esta grafica debería de ser igual o aproximado a el que se obtuvo en el laboratorio, que fue de 0,932 (bar.), así se tiene que:

En base a la ecuación obtenida por mínimos cuadrados se tiene que la presión atmosférica es de 0,3769. Ahora, con ambos valores se puede calcular el porcentaje de error:

Se puede observar que dio un elevado porcentaje error, esto pudo ser debido a diversos...