PRÁCTICA N° 2 “COEFICIENTE DE EXPANSIÓN DE LOS GASES”

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS[pic 1][pic 2]

Carrera: Ingeniería Industrial

Materia: Laboratorio de Química aplicada

Profesora: Ing. Maria del Rocio Romero Sánchez [pic 3][pic 4]

EQUIPO 3[pic 5]

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PRÁCTICA N° 2 “COEFICIENTE DE  EXPANSIÓN DE LOS GASES”

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Álvarez García Brenda[pic 16]

Bautista Pille Beatriz Berenice [pic 17]

García Guichard David[pic 18]

Páez Gil Xyuhkoatltonameyotekutly[pic 19]

Peñaloza Antunez Erick Salvador[pic 20]

Secuencia: 1IM22

Fecha: 30 de Septiembre de 2015

PRÁCTICA N° 2

COEFICIENTE DE EXPANSIÓN DE LOS GASES

OBJETIVO PRINCIPAL

-Determinar experimentalmente el coeficiente de expansión de los gases.

OBJETIVOS PARTICULARES

-Conocer el material que se utilizara para demostrar el coeficiente de expansión de los gases.

-Comprobar las leyes de Gay-Lussac y Charles

RESUMEN

En esta práctica medimos el volumen del gas que estaba depositado en un sistema con dos vasos de precipitado uno de 2000 mL y el otro de 1000 mL, para poder observar mejor en el vaso de 2000 mL colocamos dentro un matraz en un soporte y este mismo lo conectamos por medio de un tapón en el cual fue conectado con una manguera a una bureta la cual se llenó de agua al mismo nivel que el vaso de precipitado más pequeño,  después registramos los datos cuando aumentaba la temperatura y como se comportaba el volumen del agua en la bureta después de realizar estos cálculos , determinamos el valor del volumen de todo el sistema, posteriormente obtuvimos su volumen total el cual analizamos en una gráfica con los datos de la temperatura y el volumen registrados y poder así calcular el coeficiente de expansión de los gases experimental el cual fue comparado con el teórico obteniendo un error pequeño relativamente cumpliendo así el propósito de la práctica basándonos en la ley de Charles Gay Lussac.

INTRODUCCIÓN

La materia se puede dividir, en lo que  comúnmente es conocido, en tres estados de agregación: solido, líquido y gaseoso. De estos tres estados, el estudio de comportamiento de los gases y de sus propiedades puede realizarse mediante el uso de modelos matemáticos relativamente simples.

El estado gaseoso está caracterizado por una marcada sensibilidad del volumen a los cambios de presión y temperatura y también por el hecho de que normalmente carece de una superficie limite y por lo tanto tiende a ocupar totalmente su espacio disponible.

Para el caso de los gases, la relación matemática entre estas  variables, volumen (V), presión (P), temperatura (T) y cantidad de gas (n) puede representarse de la siguiente manera: V= V(P,T,n)

Ley de Boyle.

Es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante. La ley dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión: [pic 21]

Donde [pic 22] es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta.

Ley de Charles y Gay-Lussac

La ley de Charles dice así:

A una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que "temperatura" significa movimiento de las partículas. Así que, a mayor movimiento de las partículas (temperatura), mayor volumen del gas.

El volumen de una masa constante de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta, si la presión se mantiene constante.

Por lo tanto, V/T=c, y para un cambio del estado de gas se tiene:

 =  o  = constante [pic 23][pic 24][pic 25]

Donde  T  es  la  temperatura  en kelvin.  Según  esta  ecuación,  cuando V= 0, T=-273.15°C, este valor es el valor de temperatura más bajo posible y equivale a 0 K.

Algunos conceptos importantes:

La termodinámica es la rama de la física que describe los estados de equilibrio a nivel macroscópico. Constituye una teoría fenomológica, a partir de razonamientos deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método  experimental. Los estados de equilibrio se estudian y definen por medio de magnitudes extensivas tales como la energía interna, la entropía, el volumen o la composición molar.

La teoría cinética molecular consta de 5 postulados que describen el comportamiento de las moléculas en un gas. Estos postulados se basan en algunas nociones físicas y químicas muy simples y básicas, aunque también involucran algunas suposiciones con el fin de simplificar las postulaciones.
Estas son las principales postulaciones de la teoría cinética molecular:

• Un gas consiste en un conjunto de pequeñas partículas que se trasladan con movimiento rectilíneo y obedecen las leyes de Newton
• Las moléculas de un gas no ocupan volumen
• Los choques entre moléculas son perfectamente elásticos (que no pierden energía durante el choque)
• No existen fuerzas de atracción ni de repulsión entre las moléculas
• El promedio de energía cinética de una molécula es de 3 KT/2 (Siendo T la temperatura y K la constante de Boltzmann)

LISTADO DE MATERIAL

• 1 soporte con arillo y tela de alambre
  
• 1 pinza con bureta
  
• 1 mechero Bunsen
  
• 1 matraz Erlenmeyer de 250 ml
  
• 1 tapón bihoradado para el matraz
  
• 1 tubo de 5 mm de diámetro
  
• 1 vaso de precipitados de 1000 mL
  
• 1 vaso de precipitados de 2000 mL
  
• 1 bureta para gases de 100 mL
  
• 1 termómetros de 0 ° a 150 ° C
  
• 1 probeta de 100 mL
  
• 1 manguera de Látex de 30 cm

REACTIVOS

-Para esta actividad no utilizamos reactivos, ya que toda la actividad se desarrolló con tan sólo agua

DESARROLLO (DIAGRAMA DE BLOQUES)

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