LEYES DE LOS GASES: PRESIÓN DE UN GAS EN FUNCIÓN DE SU VOLUMEN

PRÁCTICA NÚMERO 7

LEYES DE LOS GASES: PRESIÓN DE UN GAS

EN FUNCIÓN DE SU VOLUMEN

Objetivo

Estudiar el comportamiento de un gas cuando se varía su presión y volumen, manteniendo su temperatura y masa constantes.

Material

Aparato para estudiar el comportamiento de gases.

Introducción

“LEY DE BOYLE”

En 1643, el científico italiano Evangelista Torricelli (1608-1674), al trabajar con un dispositivo de su invención, posteriormente llamado barómetro, demostró que una columna de gas podía ejercer presión y que ésta podía medirse. Este trabajo atrajo la atención del químico inglés Robert Boyle (1627-1691) y lo motivó a realizar estudios precisos sobre los cambios de volumen de muestras gaseosas causados por variaciones de presión. En 1662 reportó los resultados de sus experimentos llegando a la conclusión de que “el volumen de una cantidad fija de un gas a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión del gas”. Este enunciado se conoce actualmente como la ley de Boyle y puede expresarse matemáticamente como:

V ∝ 1/ P

donde, V y P son respectivamente, el volumen y la presión del gas; tal que, para cambiar el signo de proporcionalidad (α) por uno de igualdad (=), se debe de introducir una constante de proporcionalidad k, con lo cual la expresión queda de la forma siguiente:

V =k 1/P

reacomodando los términos, se obtiene la expresión de la ley de Boyle:

P V = k

Esta expresión implica que siempre que se tenga una cantidad fija de un gas a temperatura constante, el producto de la presión por el volumen siempre será igual a una constante k.

Una forma de entender la ley de Boyle es tener un sistema semejante a una jeringa con émbolo en la cual se tiene una cantidad fija de un gas a determinadas condiciones de presión, temperatura y volumen.

Procedimiento

Para este experimento sólo se usará el manómetro que posee el aparato para estudiar gases. La sección donde se encuentra el aire encerrado no tendrá ninguna función.

1. Cierre la válvula del dispositivo para desconectar del manómetro la sección donde se haya ubicado el aire. No presione demasiado la válvula.

2. Saque el diafragma hasta que el mercurio en los tubos capilares alcance unos cuantos centímetros.

3. Inserte la barra de vidrio en la manguera látex hasta la mitad de la misma.

4. El extremo abierto del pedazo de manguera látex colóquelo en el tubo capilar que tiene sección transversal constante (el que no tiene un pequeño bulbo en su parte superior). La manguera debe ser ajustada hasta que la barra de vidrio tope con el tubo capilar, para evitar que quede un volumen desconocido de aire. La idea central será estudiar el comportamiento de la columna de aire encerrada en el capilar. Para evitar fugas de aire pueden asegurarse las partes correspondientes colocando alambre de cobre como abrazadera. Tenga particular cuidado en este aspecto, pues si se escapa aire del tubo, el experimento tendrá un error considerable.

5. Coloque la manguera látex en el extremo superior del capilar cerrado.

6. Mida la altura inicial de la columna de aire encerrado en el tubo y la diferencia de altura de los niveles

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