“EXPERIMENTANDO CON LAS LEYES DE LOS GASES”Proyecto integrador Reporte de práctica de la ley de Boyle- Mariotte NORMA ISSELA QUEZADA AYALA 29 de July de 2016 MODULO 12 Introducción: 1 La termodinámica se ocupa solo de variables microscópicas, como la presión, la temperatura y el volumen. Sus leyes básicas, expresadas en términos de dichas cantidades, no se ocupan para nada de que la materia esta formada por átomos. Sin embargo, la mecánica estadística, que estudia las mismas áreas de la ciencia que la termodinámica, presupone la existencia de los átomos En este escrito describire brevemente la ley general de los gases. Las leyes de los gases relacionan las magnitudes que intervienen en sus propiedades: el volumen que ocupan, V, la temperatura a la que se encuentran T y la presión que ejercen sobre las paredes del recipiente que los contienen, P. Fue Gay - Lussac quien unifico las tres leyes: la ley de Boye Mariotte y las dos leyes de Gay Lussac, enunciando la ecuación general de los gases, nos da la relación entre la presión volumen y temperatura de una determinada masa de gas. Esta ecuación general de los gases ideales globaliza las tres leyes estudiadas en una sola ecuación, que nos indica que: P ∙V P∙V =constante= 1 2 T T2 Las leyes de los gases son: La ley de Boyle – Mariotte, o Ley de Boyle, formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, (1662), es una de las leyes de los gases que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que el volumen es PV =k donde k es constante si la temperatura inversamente proporcional a la presión: y la masa del gas permanecen constantes. La presión ejercida por una fuerza física es inversamente proporcional al volumen de una masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga constante. O en términos más sencillos Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. Las leyes de Charles - Gay Lussac, (frecuentemente llamada ley de Charles) es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas mantenida a presión constante y dice que el volumen es directamente 2 proporcional a la temperatura V =kT o bien temperatura absoluta (en kelvin) y k V =k T donde V es el volumen, T la una constante. En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía. Cuando aumenta la temperatura, el volumen aumenta, mientras que si la temperatura disminuye el volumen también lo hace Ley de Avogarado, es una de las leyes de los gases ideales. Toma el nombre de Amedeo Avogadro, quien en 1811 afirmó que: “En iguales condiciones de presión y temperatura las densidades relativas de los cuerpos gaseosos son proporcionales a sus pesos atómicos” Y sugirió la hipótesis: “Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas” Por partículas debemos entender aquí moléculas, ya sean éstas poli atómicas o monoatómicas Desde Avogadro hasta nuestros días, la palabra partícula se emplea para designar tanto átomos como moléculas. En esta ocasión el desarrollo de mi experimento se basa en la Ley de Boyle Mariotte, el objetivo de este experimento es demostrar que se cumple la teoría “Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta” En este trabajo práctico se tienen como objetivos fundamentales el estudio de la relación presión-volumen existente para un gas a una temperatura y cantidad de moles constante, demostrando así, la Ley de Boyle. Teoría La Ley de Boyle- Mariotte, fue descubierta por Robert Boyle en 1662 y Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte. La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante. ¿Por qué ocurre esto? 3 Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes. Cuando disminuye recorrer las producen más aumenta la el volumen la distancia que tienen que partículas es menor y por tanto se choques en cada unidad de tiempo: presión. Lo que Boyle y la temperatura la presión por el descubrió es que si la cantidad de gas permanecen constantes, el producto de volumen siempre tiene el mismo valor. Si se aumenta la presion el volumen del gas disminuye, si se disminuye la presion el volumen de gas aumenta Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es PV =k (el producto de la presión por el volumen es constante) Experimento No. 1 Materiales -Un globo -Un enbase de plastico -Un recipiente con agua Procedimiento 4 1 2 3 4 1. Se coloca el globo en la boca del envase, así queda presion dentro del envase 2. Quitamos presión al envase, aplastandolo y el globo empezara a aumentar su volumen 3. Entre mas presion quitemos al envase mas aumentara el volumen del globo 4. Al dejar de presionar el envase el globo reducira su volumen y el envase volvera a tener presion. Experimento 2 Procedimiento 1 1. 2. 3. 4. 2 3 4 Cortamos el envase a la mitad y ponemos el globo en la boca de este Metemos en el recipiente con agua el envase Al entrar el envase el globo aumentara el volumen La presion que hace el agua en el anvase al entrar hace que el globo aumente su volumen, al sacar el envase del agua el globo olvera a su tamaño normal. 5 Resultados En este procedimiento, comprobamos la Ley de Boyle –Mariotte, utilizando como unidades de medicion y comprobación la presión y el volumen. Al poner el globo en la boca de la botella bloqueamos totalmente la salida del aire, al presionar la botella provoca que la presión disminuya y aumente el volumen del globo. Conclusión Por concluir se puede decir que las leyes de Charles y Boyle Mariott son muy importantes en nuestra fisica. La de Charles nos dice que estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía. En cambio la de Boyle Mariott establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante. Los gases reaccionan de forma mucho más dramática a los cambios en el entorno que los sólidos y los líquidos. Las leyes de los gases que predicen estos cambios suelen enseñarse como parte del curriculum central de una educación secundaria de química. La mayoría de estas leyes fueron descubiertas hace cientos de años. La información de estas ecuaciones se usa en muchos productos domésticos comunes en casi cada sector. Las aplicaciones para las leyes de los gases en la vida real usan estimaciones de estas ecuaciones para predecir cómo se comportan los gases bajo condiciones reales a temperatura y presión normales Las aplicaciones para las leyes de los gases en la vida real son demasiadas para nombrarlas como por ejemplo, para diseñar propulsores en latas, dado que la presión del gas se puede acumular y después tener una salida controlada. Las bolsas de aire usan la ley de Charles, que establece que el volumen es directamente proporcional a la temperatura - para encender la mezcla de gasolina y de aire que infla la bolsa de aire en menos de un segundo. 6 http://aprendequimica.blogspot.co.uk/ http://www.gobiernodecanarias.org/ http://es.slideshare.net/ 7
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