Práctica. Estudió la relación entre el volumen del aire y la temperatura

Discusión

En esta práctica se estudió la relación entre el volumen del aire y la temperatura, manteniendo la presión constante. Se obtuvo experimentalmente una ecuación lineal de la forma:

V=0.4342t−130.26

donde V representa el volumen del aire (en unidades relativas) y t la temperatura en grados Celsius.

La gráfica volumen-temperatura mostró un comportamiento lineal, coherente con la ley de Charles, que establece que, a presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta. La pendiente positiva de la ecuación experimental confirma esta tendencia: el volumen aumenta con el incremento de temperatura. Al igualar la ecuación a cero, se obtuvo una temperatura de volumen nulo de aproximadamente: 0=0.4342x−130.26

X= −300°C. Este valor es inferior al cero absoluto teórico (−273.15 °C), lo que evidencia que la ecuación experimental no debe extrapolarse fuera del rango de medición, ya que pierde validez física. El resultado puede estar afectado por errores sistemáticos o por el hecho de trabajar con un volumen relativo o desplazado.

Se propuso una escala absoluta derivada de la ecuación experimental mediante la expresión:

T=t+ [pic 1]

Usando el valor teórico del coeficiente de dilatación térmica de los gases ideales se obtuvo:

T=t+273.15

Es decir, la escala Kelvin, que es coherente con la teoría y con el comportamiento de los gases ideales.

El valor experimental del coeficiente de expansión térmica no pudo calcularse directamente debido a que el volumen a 0 °C resultó negativo, pero la pendiente de la recta experimental (0.4342) está en una escala coherente con la variación esperada. El valor teórico de α0= 1/273.15 =0.00366 representa el comportamiento de un gas ideal, y si bien no coincide exactamente con la tendencia experimental, la discrepancia puede explicarse por varios factores, como errores de medición o dilatación del recipiente o fugas de gas.

...