Ley de Charles y Gay-Lussac

1. Resumen
3. Marco
   Teórico
4. Objetivos
5. Materiales y
   equipos
6. Procedimiento
7. Datos y
   resultado
8. Análisis de
   Resultado
9. Conclusiones
10. Bibliografía

1.
Resumen

En este laboratorio
demostraremos la ley de charles y
Gay Lussac por medio de su experimentación. En el
laboratorio medimos magnitudes como volúmenes y
temperaturas por métodos
experimentales para luego ser comparados con los valores
que predice la teoría.
Además determinamos experimentalmente el valor de cero
absoluto por métodos gráficos y no gráficos. Teniendo en
cuenta lo echo en laboratorio nuestra principal conclusión
es: En gas a presión
constante el volumen es
directamente proporcional a la temperatura.

2.
Introducción

Como sabemos la ley de Charles y Gay Lussac es una de
los bases más importante de los gases sabiendo
que "la dilatación de una sustancia gaseosa contenida en
el recipiente, puede observarse, de forma controlada, sumergiendo
el matraz en un baño de agua cuya
temperatura puede variarse a voluntad.

También en la practica se analizo un proceso
isoberico, es decir, una transformación donde la
presión se mantiene constante y donde el volumen del gas
tiene una relación directamente proporcional a la
temperatura.

3. Marco
Teórico

Ley de Boyle:

En una muestra de gas a
temperatura constante, le presion y el volumen son inversamente
proporcionales entre sí

Ley de Charles:

El volumen de una muestra de gas mantenida a presion
constante es proporcional a su temperatura en la escala
Kelvin

densidad:

De una sustancia uniforme corresponde a su masa dividida
entre el volumen que ocupa

Ley de Charles y Gay Lussac:

"La dilatación de una sustancia gaseosa contenida
en el recipiente, puede observarse, de forma controlada,
sumergiendo el matraz en un baño de agua cuya temperatura
puede variarse a voluntad. La lectura del
volumen del gas sobre la escala graduada y de la temperatura del
agua sobre un termómetro empleado al efecto, permite
encontrar una relación entre ambas magnitudes
físicas en condiciones de presión constante e igual
a la presión atmosférica

Gas ideal:

Los gases ideales se basa en las siguientes hipótesis:

• En cualquier volumen pequeño hay una cantiad
  muy grande de moléculas
• Las moléculas mismas ocupan un volumen
  despreciable
• Las moléculas se encuentran en movimiento
  continuo y aleatorio
• Se pueden despreciar las fuerzas entre las
  moléculas, exepto durante un choque
• Todos los choques son elástico

Ley de los gases ideales:

Termodinámica:

Al igual que en la mecánica, un estado de
equilibrio de
un sistema aislado
es aquel que no tiene tendencia a cambiar

Dos sistemas
están en equilibrio térmico si no hay transferencia
neta de energía térmica se ponen en contacto
térmico

Termómetro:

Es un dispositivo con la propiedad
medible que varia en determinada forma con la
temperatura

4.
Objetivos

• es comprobar experimentalmente la ley de Hooke y el
  movimiento armónico simple

1. Describimos las características de las
   leyes de
   Charles y Gay Lussac realizadas en la practica.

• Determinar la tasa de enfriamiento de un
  cuerpo

• Afianzamos la descripción termodinámica de sistemas, escalas de
  temperatura y cero absoluto, presión hidrostática, equilibrio térmico y
  gases ideales

4. Materiales y
equipos

• Termómetro de gas
• Tubo de ensayo
  largo
• Termómetro de alcohol o
  mercurio
• Mechero de alcohol
• Soporte metálico y pinza
• Cronómetro
• Regla
• Hojas Milimetradas

5.
Procedimiento

• Al iniciar la practica tomamos los datos
  iniciales, tales como: temperatura ambiental, altura inicial y
  volumen inicial.
• Aumentamos la temperatura con un mechero hasta una
  temperatura hasta el punto de ebullición 100
  Cº
• Luego medimos la altura cada ves que el
  termómetro disminuye hasta que este mismo llegué a 35
• Luego de tomados los datos, procedemos a calcular los
  volúmenes respectivos y realizamos un gráfico
  Volumen vs Temperatura.
• El resultado de esta gráfica es una
  línea recta debido a que el Volumen es directamente
  proporcional a la Temperatura.
• Después de realizar la gráfica,
  procedemos a hallar la pendiente m de la recta, y el intercepto
  para interpretarlos.

6. Datos y
resultado

Cálculo de incertidumbres.

Las incertidumbres serán calculadas por
métodos no estadísticos:

*Incertidumbre de temperatura: en este caso es
mínimo ya que el observado contaba con buena visión
y el error es mínimo, por eso la incertidumbre será
la mínima división de escala del termómetro,
la cual puede ser de 0.1.

*Incertidumbre de altura: el error tiene las
mismas causas de error de la temperatura por eso será la
mínima escala de división: ± 0.05cm

*Incertidumbre del volumen: Esta determinado por
la incertidumbre de la altura, debido a que el valor del
área de la sección transversal se adopta como
convencionalmente verdadero.

*Incertidumbre de temperatura : ± 0.05 s

*Área de sección transversal del
interior del termómetro de gas es aproximadamente
5,7´
10-6

TABLA

Datos iniciales: H=23.7cm, ,

Determinación de la variación del
Volumen con respecto a su altura (m):

De la gráfica V vs T podemos observar que el
punto de corte (b) con el eje Y es 1.1 por lo tanto
podríamos despejar m de la siguiente formula:

Teniendo esto podemos tomar un punto cualquiera en la
recta y calcular la pendiente, en este caso tomaremos el punto (
50 ) dándonos como resultado

*Determinación del cero
absoluto:

si V=0

* El valor de cero absoluto obtenido experimentalmente
fue de

* Temperatura convencionalmente verdadero es

* Error de Temperatura = temperatura convencionalmente
verdadero – temperatura medida

* Error de T = -273.15 – (-272.2) =
-0.95ºC

* Estimación de error en el calculo del Cero
absoluto

* Determinación de Po en Cali

Cali esta a aproximadamente1000m sobre el nivel del
mar

* Número de moles en el interior del
termómetro:

Utilizando la ecuación de estado:

donde
P es la presión atmosférica en Cali y V el Volumen
del termómetro en condiciones iniciales

* Determinación de la ecuación de la recta
Volumen Vs temperatura

7. Análisis de Resultado

• Los volúmenes fueron hallados por el
  Área transversal del tubo del ensayo
  multiplicándolo con la altura
• La pendiente de la recta V vs T según la
  ecuación de estado significa el cambio del
  Volumen cuando crece la temperatura
• Los datos de Temperatura fueron obtenidos en el
  laboratorio con el termómetro que tenia el
  sistema.
• Las incertidumbres fueron calculadas de una forma no
  estadística ya que por la claridad de los
  instrumentos se pudo discernir y calcular un margen apropiado
  de incertidumbre.
• Observamos que cuando extrapolamos la recta de la
  gráfica V vs T el punto de corte con el eje X es el cero
  absoluto después de ese punto un gas toma una forma
  diferente.

8. GRAFICA

TEMPERATURA Vs VOLUMEN

9.
Conclusiones

• El comportamiento de un gas con respecto a la
  temperatura es lineal
• Teóricamente la arena debe tener el volumen
  del agua que desplazo en la Establecimos que la ley de Charles comprueba que
  el volumen de un gas es directamente proporcional a su
  temperatura absoluta, asumiendo que la presión se
  mantiene constante.
• Si un sistema se mantiene a presión constante,
  el aumento de temperatura conlleva a un aumento de
  volumen.
• La temperatura mas baja a la que puede llegar un gas
  es –273.15

vasija que utilizamos en la practica

10.
Bibliografía

• Física Fundamental 1. Michael Valero.
  Editorial Norma, Colombia.
  1996.
• Física Vol. I. La naturaleza
  de las cosas. Susan M. Lea, John Robert Burke. Editorial
  international Thomson. México 1999
• Física tomo I. Cuarta edición. Raymond A. Serway. Editorial
  McGraw-HILL. México 1997
• Física. Elementos de Física. Sexta
  edición. Edelvives. Editorial Luis Vives S.A. Barcelona
  (España); 1933
• Física I, grado 10º. Eduardo Zalamea,
  Roberto Paris E, Jairo Arbey Rodríguez. Educar Editores,
  Bogota 1985
• Manual de Laboratorio de Física II

Presentado por:

Marcela Díez

Oscar Cruz

Oscar Guevara

Carolina Ospina

Presentado al Profesor:
Alberto Benavides

Presentación del laboratorio:
31-08-2001

Lugar donde se realizo practica: Laboratorio de Química de la
Pontificia Universidad
Javeriana seccional Cali 24-08-2001