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FISICOQUÍMICA I REPORTE DE LA PRÁCTICA No. 4“COMPORTAMIENTO DEL ESTADO GASEOSO A PRESIÓN CONSTANTE” INTRODUCCIÓN Se entiende por estado gaseoso, a uno de los cuatro estados de agregación de la materia, junto con los estados sólido, líquido y plasmático (Alvarez parrf. 1). El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir, que las moléculas del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamaño del diámetro real de las moléculas. Resuelta entonces, que el volumen ocupado por el gas (V) depende de la presión (P), la temperatura (T) y de la cantidad o número de moles (n).(Profesorenlinea Parrf. 1) La presión es una variable que afectan el comportamiento de los gases. Es la fuerza ejercida por unidad de área. En los gases esta fuerza actúa en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente. La presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos que están en la superficie terrestre. Se origina del peso del aire que la forma. Mientras más alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de él, por consiguiente la presión sobre él será menor. Si mantenemos la presión constante y aumentamos la temperatura, el volumen del gas aumenta. Ello se debe a que las partículas adquieren más energía cinética y, por tanto, chocan más veces por unidad de tiempo sobre las paredes del recipiente, lo que implica que aumente la presión en el interior del recipiente. Al haber menos presión fuera que dentro del recipiente, éste aumentará su volumen. Este proceso continúa hasta que la presión exterior e interior se igualan. La ley de Gay-Lussac es una de las leyes de los gases que relaciona la presión de un gas con la temperatura a volumen constante. En su enunciado, esta ley establece que el volumen de una cantidad de gas aumenta o disminuye proporcionalmente a su temperatura si el volumen se mantiene constante (proceso isocórico). OBJETIVOS DEDUCIR, a partir de los datos experimentales obtenidos y de su análisis, como varían los volúmenes de una masa fija de gas al variarle su temperatura, manteniendo su presión constante. CONSTRUIR una gráfica que represente el comportamiento del gas a presión constante, cuando varíen la temperatura y el volumen PRACTICAR un método para construir una recta corregida y que nos pueda representar a cuantos ºC tiende el sistema cuando el volumen tiende a cero. METODOLOGÍA MATERIALES Y EQUIPO EMPLEADO CANTIDAD. MATERIAL Y EQUIPO EMPLEADO. 1 Jeringa graduada cc. Cerrada herméticamente en un extremo. 1 Termómetro de -20 a 110°C. 1 Vaso ppdos, de 400 cc. 1 Parrilla eléctrica. 1 Agitador. 1 Soporte universal, anillo, tela de alambre c/asbesto. 1 Pinza de dos dedos. DIAGRAMA DE FLUJO Montar la jeringa de acuerdo en el soporte universal con ayuda de la jeringa y pinza de 2 dedos Colocar agua fría en el vaso de ppdos y colocarla sobre el cuerpo de ebullición OBSERVACIONES Durante la realización de la práctica se pudo observar que el volumen inicial fue un poco más elevado que el volumen 1, esto fue debido a un error de nuestro equipo, ya que no dejamos enfriar un rato la jeringa y pasamos directo a hacer la presión al Colocar la jeringa que quede al ras del agua fría, la parte donde está el aire Al aumentar 10ºC presionar el embolo y regirtar el volumen 1, correspondiente a la temperatura 1 Prender el cuerpo de ebullición y agitar el agua Presionar el embolo hasta que llegue a volumen inicial, y con ayuda del termómetro registrar su temperatura inicial Repetir el paso anterior hasta llegar a la graduación máxima del termómetro embolo, por lo que cuando calentó tanto el agua como el embolo, estos estuvieron equilibrados, teniendo así un volumen un tanto más bajo a la inicial. CÁLCULOS Y RESULTADOS CÁLCULOS N o Temp . ºC Temp. ºK Volúmen Laboratorio en Mililitros Volúmen Laboratorio En Litros Volúmen Calculado en Mililitros Volúmen calculado en Litros 0 13 286.15 37 0.037 37 0.037 1 23 296.15 36 0.036 38.29 0.03829 2 33 306.15 39 0.039 39.58 0.03958 3 43 316.15 42 0.042 40.87 0.04087 4 53 326.15 44 0.044 42.16 0.04216 5 63 336.15 45 0.045 43.45 0.04345 6 73 346.15 47 0.047 44.74 0.04474 7 83 356.15 48 0.048 46.03 0.04603 8 93 366.15 50 0.05 47.33 0.04733 9 103 376.15 52 0.052 48.62 0.04862 DISCUSIÓN 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 gas, el volumen disminuía. ¿Por qué ocurre esto? Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir, se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior). Lo que Charles descubrió es que, a presión constante, el cociente entre el volumen y la temperatura de una cantidad fija de gas, es igual a una constante. Los datos obtenidos en la práctica corroboran la Ley de Charles, ya que en la práctica nos hablan sobre el Calentamiento de aire atmosférico dentro de un balón de vidrio por baño de María para asi observar cómo se obtienen variaciones en su volumen, se observó también Variaciones de la Temperatura sin embargo en la práctica se mantuvo la presión constante se vio la Presión Atmosférica al hacer anotaciones de los resultados, comparamos con la ley de charles que el volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura. Por eso podemos decir que, Al aumentar la temperatura, la energía cinética de las moléculas aumenta entonces por esto se obtuvo mayor velocidad, esto conlleva a que el volumen que ocupan sea mayor, siempre se cumple esa proporcionalidad. Es decir que, a mayor temperatura, mayor volumen y en caso de enfriamientos a menor temperatura, menor volumen, de allí nace la ley de Charles. Determinamos entonces que los datos corroboran la ley por lo dicho anteriormente, y los resultados y el grafico determina que la ley es correcta y muy importante en muchos ámbitos de la vida cotidiana. CONCLUSIÓN Concluyendo con el reporte sabemos que cuando hacemos que se expansione un gas a temperatura constante, su presión disminuye al aumentar el volumen , la presión de un gas varía en proporción inversa con el volumen esto es lo que sucede al realizar el procedimiento dicha práctica. Al igual la temperatura absoluta de un gas a bajas densidades es proporcional a la presión a volumen constante y de igual manera la temperatura absoluta es proporcional al volumen del gas si se mantiene constante su presión. Así también pudimos observar que cuando la temperatura aumenta igual la velocidad de las moléculas se acelera esto es la energía cinética. Figura 1. Ensamblamiento de los materiales de la práctica de laboratorio Figura 2. Medición de la temperatura inicial para posteriormente detectar su volumen. Figura 3. Comienzo de calentamiento del vaso de ppdo, para calcular los posteriores volúmenes. Figura 4. Medición de la temperatura 1 para posteriormente detectar su volumen, procedimiento que se realizará con las demás temperaturas y volúmenes.
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