LEY DE CHARLES

EXPERIENCIA N° 9

LEY DE CHARLES

1.- OBJETIVOS

• Comprobar la ley de Charle.

 Haciendo medidas del cambio de volumen de un gas con cambios de temperatura a una presión determinada .

 Calcular y comparar las relaciones T1 / T2 y V1 / V2

2.- INFORMACION BASICA.

El físico Francés Jacques Charles analizó los cambios en los volúmenes de algunos gases causados por los cambios de temperatura. El encontró que estos gases se expandían relativamente a la misma cantidad cuando se calentaban de 0 0C a 80 oC a presión constante. Joseph Gay – Lussac, mostró que muchos gases se podían sumar a la lista de Charles. Más importante aún, demostró que por cada grado Celsius de aumento, a presión constante, cada gas se expandía en 1/ 273 de su volumen a cero grado centígrado.

Derivando la siguiente ecuación: V = Vo ( 1 + t)

V = Vo ( 1 + ( ) t )

V =

V = (Vo/ To) T

Dónde: V = es el volumen de una cantidad dada de gas

Vo= Volumen del gas a cero grado centígrados.

 = Coeficiente de expansión

To = 273

T = t + 273

La ley de Charles establece que el volumen de una cantidad dada de gas varía de forma directa con la temperatura absoluta, suponiendo que la presión es constante.

En esta experiencia se deducirá la expresión matemática que relacione el volumen de una pequeña cantidad de aire atrapado por un sello móvil de mercurio en un tubo a su temperatura centígrada y absoluta. También deducimos la relación entre las escalas de temperaturas centígradas y absolutas.

3.- MATERIALES Y REACTIVOS.

 Tubos de 15 mm de longitud y 2.5 mm de diámetro cerrado en un extremo.

 Beaker de 400 ml  Cápsula de porcelana

 Regla de 30 cm  Mercurio

 Mechero  Agua

 Pinza para crisoles  Hielo

 Aro  Sal

 Nuez  Papel milimetrado

 Rejilla  Cerillos.

 Termómetro

4.- PROCEDIMIENTO.

• Caliente el lado abierto del tubo sostenido por una pinza pasándolo varias veces por la llama del mechero .

• Invierta el tubo sobre la cápsula de porcelana con mercurio y deje que suba una columna de 5 mm a el .

• Retírelo lentamente y manipúlelo evitando romper o fraccionar la columna de mercurio.

• Llene el beaker con hielo picado.

• Adicione la sal y mezcle bien

• Introduzca con cuidado el tubo, con la boca hacia arriba y el termómetro en el beaker.

• Espere 5 minutos para asegurarse que el aire confinado en el tubo tiene la temperatura del baño.

• Lea la temperatura.

• Saque el tubo rápidamente y mida la altura de la columna

• Haga varias medidas de altura y de temperatura, variando estas en 5 y 10 grados.(5 hasta 35)

• Tome la altura y temperatura ambiente.

• Repita los pasos anteriores a 50 y 75 grados centígrados.

• Repítalo también en agua hirviendo.

• Léase el barómetro para conocer la presión atmosférica.

5.- CALCULOS.

• Calcular el volumen a cada una de las temperaturas tomadas. Repórtelo en la hoja de datos.

• Calcular el coeficiente de expansión cúbico del aire confinado. Compárelo con el tabulado.

6.- PREGUNTAS.

• Hacer un gráfico de volumen del gas vs. Temperatura. Extrapole la línea hasta que intercepte el eje horizontal de temperatura. Hallar la pendiente y el intercepto con la ordenada.

• Deducir la ecuación

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