Lab N6-Leyes_Gases-

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ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE 
CHIMBORAZO 
 
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- ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DE CHIMBORAZO 
FACULTAD DE MECÁNICA 
ESCUELA DE MECÁNICA 
CARRERA: INGENIERÍA MECÁNICA 
PRÁCTICA 2. LEYES DE LOS GASES 
1. DATOS GENERALES: 
 
Asqui Boris 8076 
Barroso Jean 8022 
González Anderson 8097 
Sánchez Ginna 8021 
 Reyes Andrés 8002 
GRUPO No.: 2 
 
FECHA DE REALIZACIÓN: FECHA DE ENTREGA: 
 
10/07/2020 13/07/2020 
 
2. OBJETIVOS. 
2.1. GENERAL 
 
Confirmar de manera experimental la ley de Boyle, Gay Lussac, Charles y Avogadro. 
 
2.2. ESPECÍFICOS. 
• Comprobar la relación de volumen con presión dicho en la ley de Boyle 
• Conocer la reacción que ejerce esta ley de gay Lussac a través de un experimento, 
verificando que a mayor temperatura mayor volumen. 
• Diferenciar la relación de volumen y temperatura en los experimentos de charles 
y gay Lussac 
 
3. INSTRUCIONES 
INTRODUCCIÓN. 
Los átomos y moléculas, en el estado gaseoso, se comportan como centros puntuales de 
masa que sólo en el rango de las altas presiones y bajas temperaturas son afectadas por 
las fuerzas atractivas. Fuera de estos límites, las propiedades físicas de un gas se deben 
principalmente al movimiento independiente de sus moléculas. 
Ley de Boyle 
Ley de charles 
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Ley de gay Lussac 
Ley de Avogadro 
Etc. 
4. MATERIALES Y EQUIPO 
Materiales de la ley de Boyle 
1. Vaso de precipitación 
2. Agua 
• Botella 
• Globo 
Materiales del experimento de charles 
• Botella 
• Mechero 
• Botella 
• Agua fría 
• Olla 
 Experimento de Gay Lussac 
• 2 vasos 
• Agua 
• Mechero 
• Recipiente 
 
5. METODOLOGÍA 
Ley de Boyle 
Disponer el montaje que se muestra en la figura 3. Adicionar un volumen exacto de agua 
al Erlenmeyer hasta sus 2/3 partes y añadir dos gotas de naranja de metilo para que pueda 
visualizarse más fácilmente la columna de líquido. 
Las lecturas se inician con un volumen conocido de aire en la jeringa y señalando con el 
marcador el tope de la columna de líquido en el capilar. Medir la altura de la columna (hc) 
hasta la superficie del líquido en el Erlenmeyer. 
A continuación, se introduce 0.50 mL el émbolo de la jeringa y se marca el nuevo tope 
del líquido en el capilar. El procedimiento se repite cada 0.50 mL hasta obtener un mínimo 
de 10 lecturas. 
Finalmente, se mide la distancia entre marcas para estimar la altura de la columna cada 
vez que se disminuyó el volumen en la jeringa. 
El volumen de aire (Va ) puede calcularse de la ecuación: 
Va = Ve + Vj - VL - Vc (3) 
Dónde:Ve = Volumen del erlenmeyer, mL 
Vj = Lectura de volumen en la jeringa, mL 
VL = Volumen de agua en el erlenmeyer, mL 
Vc = Volumen del capilar dentro del erlenmeyer, mL 
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La presión del aire (Pa) se calcula de la expresión: 
Pa = Patm + hc (mm)/13.6 (4) 
 
 
Figura 3. Montaje para la ley de Boyle 
Ley de Charles 
En este experimento se observará el cambio de volumen de una muestra de aire al aplicar 
diferentes temperaturas sobre el balón. 
1.Coloque 250 ml de agua en el vaso de precipitación de 1000 ml. 
2.Encienda el reverbero y ponga a hervir el agua hasta que alcance el punto de 
ebullición. 
3.Coloque el globo en la boca del balón de aforo. 
4.Introducir el balón en el vaso de precipitación que contiene el agua caliente. 
5.Dejar por unos cuantos segundos hasta que se transfiera el calor y observar que 
sucede con el globo. 
6.Sacar el balón del vaso de precipitación que contiene el agua caliente. 
8.Enfriar el balón con agua fría (agua de la llave) y observar que sucede con el globo 
Ley de Gay-Lussac 
Experimento1 
1. Encender la vela y colocar en el vidrio de reloj 
2. Colocar suficiente agua sobre el vidrio de reloj cuidando que no se derrame. 
3. Tapar con el vaso de vidrio casero la vela asentándolo sobre el vidrio. 
Experimento 2 
1. Tomar un frasco de aluminio de una gaseosa con las pinzas y calentarlo en el 
reverbero. 
2. En un vaso de precipitación de 1000ml colocar aproximadamente 200ml de agua 
fría. 
Ley de Avogadro 
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1. En el balón colocar 100ml de vinagre al 50% 
2. Introducir en el globo 20g de bicarbonato de sodio. 
3. Colocar el globo con el contenido de bicarbonato en la boca del globo. 
4. Agregar 1/4del contenido de bicarbonato en el globo y observar. 
5. Agregar otra cantidad similar a la anterior del contenido. 
6. Agregar todo el contenido. 
1. CONCLUSIONES: 
Pudimos aprender de una manera experimental las leyes de los gases, la conexión entre 
estas leyes y así mismo la diferencia entre cada una de ellas. 
También adquirimos el conocimiento de las relaciones que se tiene entre el volumen con 
la presión, y la temperatura con el volumen y de la relación de estas últimas aprender a 
diferenciarlas entre cada una de las leyes. 
 
2. RECOMENDACIONES: 
Recomiendo tener a la mano cada uno de los instrumentos que se utilizaran para la 
práctica y el conocimiento previo de lo que se realizara, así mismo tomar todas las 
medidas de precauciones y tener todo su equipo de seguridad. 
 
ANEXOS: 
 
ANEXO I: DIAGRAMAS DE FLUJO DE LA TÉCNICA UTILIZADA 
 
 
 
 
 
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ANEXO II: CUESTIONARIO 
1. Discutir y anotar el significado de los siguientes términos: gas ideal, gas real, 
ley de Boyle, presión, proceso isotérmico. 
Gas ideal. 
Es una sustancia en estado gaseoso cuyas partículas se mantienen en un número estable, 
sin efectos electromagnéticos. 
Su energía cinética es directamente proporcional a la temperatura. Las colisiones entre 
las moléculas que lo componen (entre sí y con el recipiente o contenedor) son de tipo 
elástico, conservando el momento y la energía cinética. 
Gas real. 
Es un gas que exhibe propiedades que no pueden ser explicadas enteramente utilizando 
la ley de los gases ideales. Para entender el comportamiento de los gases reales, lo 
siguiente debe ser tomado en cuenta: 
• efectos de compresibilidad 
• capacidad calorífica específica variable 
• fuerzas de Vander Waals. 
• efectos termodinámicos del no-equilibrio 
• cuestiones con disociación molecular y reacciones elementales con composición 
variable. 
Ley de Boyle. 
La ley dice que: 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: A temperatura constante, el volumen de una 
masa fija de gas es inversamente proporcional a la presión que este ejerce. 
Matemáticamente se puede expresar así: PV = k donde k es constante si la temperatura 
y la masa del gas permanecen constantes. 
Presión. 
La presión es una magnitud que mide el efecto deformador o capacidad de penetración 
de una fuerza y se define como la fuerza ejercida por unidad de superficie. Se expresa 
como: 
P=FS 
Su unidad de medida en el S.I. es el N/m2, que se conoce como Pascal (Pa). Un pascal 
es la presión que ejerce una fuerza de un newton sobre una superficie de un metro 
cuadrado. 
Proceso isotérmico. 
Es una transformación termodinámica a temperatura constante. Es decir, una variación 
del estado de un sistema físico durante el cual la temperatura del sistema permanece 
constante. 
https://solar-energia.net/termodinamica/procesos-termodinamicos
https://solar-energia.net/termodinamica/propiedades-termodinamicas/temperatura
https://solar-energia.net/termodinamica/propiedades-termodinamicas/temperatura
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Como la energía interna de un gas ideal sólo depende de la temperatura y, en un proceso 
isotérmico permanece constante en la expansión, el calor tomado del foco es igualal 
trabajo realizado por el gas: Q = W. 
2. Un tanque de 10.0 L se llena con helio a una presión de 150 atm. ¿Cuántos 
globos de juguete de 1,50 L pueden inflarse a condiciones normales con el helio 
del tanque? Suponer un proceso isotérmico. 
 
 
3. Indique el fundamento de cada ley de gases, y la relación de las variables que 
intervienen en cada ley mediante un gráfico. 
Ley de Boyle. - 
A una temperatura constante y para una masa dada de un gas, el volumen del gas varía de 
manera inversamente proporcional a la presión absoluta que recibe. 
El volumen es inversamente proporcional a la presión: 
Si la presión aumenta, el volumen disminuye. 
Si la presión disminuye, el volumen aumenta. 
Esta es una ley isotérmica, es decir a temperatura constante. 
 
Ley de Charles. - 
A presión constante, el volumen ocupado por una masa de gas definida es directamente 
proporcional a su temperatura absoluta. 
 
 
 
 
https://solar-energia.net/termodinamica/propiedades-termodinamicas/energia-interna
https://solar-energia.net/termodinamica/propiedades-termodinamicas/calor
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Ley de Gay Lussac. – 
Si se mantiene constante el volumen de una cierta cantidad de gas, la temperatura varía 
directamente proporcional a la presión en un cambio de estado. 
La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura 
 
Ley de Avogadro. – 
Volúmenes iguales de gases ideales a una presión y temperaturas constantes particulares, 
contiene el mismo número de moléculas 
Si aumenta la cantidad de gas, aumenta el volumen 
Si disminuye la cantidad de gas, disminuye el volumen 
 
 
Ley general del gas ideal. – 
Las leyes que hemos estudiado se cumplen cuando se trabaja a bajas 
presiones y temperaturas moderadas 
 
 
4. Qué significa un proceso isobárico, isotérmico, isovolumétrico de donde nacen 
estos términos. 
• Un proceso isobárico es un proceso termodinámico que ocurre a presión 
constante, es decir si en un estado 1 del proceso la presión es P1 y en el estado 
2 del mismo proceso la presión es P2, entonces P1 = P2. La transferencia de 
calor dentro o fuera del sistema funciona, pero también cambia la energía 
interna del sistema. 
 
• De denomina proceso isotérmico es una transformación 
termodinámica a temperatura constante. Es decir, una variación del 
estado de un sistema físico durante el cual la temperatura del 
sistema permanece constante. en un proceso isotérmico, la energía 
interna de un gas ideal es constante. Esto es el resultado del hecho 
de que en un gas ideal no hay fuerzas intermoleculares. La energía 
interna depende de la presión, la temperatura y el volumen. 
 
https://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_termodin%C3%A1mico
https://solar-energia.net/termodinamica/procesos-termodinamicos
https://solar-energia.net/termodinamica/procesos-termodinamicos
https://solar-energia.net/termodinamica/propiedades-termodinamicas/temperatura
https://solar-energia.net/termodinamica/propiedades-termodinamicas/temperatura
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• Un proceso que se realiza a volumen constante se llama isovolumétrico. 
En estos procesos evidentemente el trabajo es cero, Esto significa que si se 
agrega (quita) calor a un sistema manteniendo el volumen constante, todo el 
calor se usa para aumentar (disminuir) la energía interna del sistema 
 
5. Cuál es la expresión matemática que representa a la siguiente gráfica 
 
 a Ley de Boyle es una ley de los gases que relaciona la presión y el volumen de una 
determinada cantidad de gas, sin variación de temperatura, es decir, a temperatura 
constante. 
P V = K 
Por tanto, la presión es inversamente proporcional al volumen o viceversa. 
P = K / V 
V = K / P 
La gráfica muestra líneas de (V, P) para distintas temperaturas. En cada hipérbola la 
temperatura permanece constante y se llama isoterma. 
 
 
 
6. Responda qué Ley aplica en cada uno de los siguientes ejemplos e indique el 
enunciado de cada una de ellas. 
 
 Ley de Boyle 
 
 
Donde la presión y el volumen cambian. 
Porque al empujar el émbolo de la jeringa se aumenta la presión sobre el gas ocasionando 
una reducción proporcional en su volumen y al ser un proceso lento y sin transferencia de 
calor, la temperatura se mantiene constante. 
 
 Ley de Gay-Lussac 
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Donde la temperatura y la presión cambian. 
Mientras está sellada la olla, el volumen del gas al interior es constante y cuando la olla 
se calienta, la temperatura del gas aumenta y en la misma proporción lo hace la presión 
que ejerce sobre la olla, hasta que hace saltar el pito para liberar esa presión. 
 
 
 
 Ley de Charles 
 
Donde la temperatura y el volumen cambian. 
Al estar abierto el globo, permanece bajo la acción de la presión atmosférica, la cual es 
constante y gracias a la llama, la temperatura del gas se eleva ocasionando un aumento 
en el volumen de este que hace que el globo se infle. 
 
 
ANEXO III: BIBLIOGRAFÍA: 
Brown, Theodore. Presión arterial. En: Química. La Ciencia Central. Prentice Hall. 
México. 1997. pp. 348. 
 
Wolke, Robert L. Arriba, arriba y... ¿por qué? En: Lo que Einstein no sabía. Robin BooK. 
Bogotá. 2002. pp. 188 
http://www.cmi.k12.il.us/Champaign/buildings/ci/projects/rowe/chem/gaslaws/boylesla
w.html 
http://www.duke.edu/~th7/boyle.html 
http://wwwchem.csustan.edu/chem1112/boylecmp.htm 
http://www.aquaholic.com/gasses/boyle1.htm 
http://www.studentcentral.co.uk/coursework/essays/1220.html 
http://www.upscale.utoronto.ca/IYearLab/Intros/BoylesLaw/BoylesLaw.html 
Gases Ideales: Qué son, tipos, usos y características. (s. f.). Recuperado 11 de julio de 
2020, de https://www.caracteristicas.co/gases-ideales/ 
Posada, S. L., Solano, R. N., & Vergara, D. M. B. (2006). Relación entre presión y volumen 
para la implementación de la técnica in vitro de producción de gases en Medellín, 
Colombia. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias, 19(4), 407-414. 
http://www.cmi.k12.il.us/Champaign/buildings/ci/projects/rowe/chem/gaslaws/boyleslaw.html
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https://www.caracteristicas.co/gases-ideales/