Reporte de practica. Termodinámica

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Termodinámica

Docente: Ing. Mauricio Salvador Rodríguez Ojeda

 ‘Ley de Charles’

Alumnos:

Bayardo Delgado Brandon

Cadena Matus Reyna

Carballo Estrada Heblín Midori

Castro Ramírez Diego Armando

Cosío Ruiz Andrea Patricia

La Paz, B.C.S, 26 de septiembre de 2016

INTRODUCCIÓN

De los tres estados de la materia, en el estado gaseoso las interacciones entre sus partículas son mínimas, por lo que es en este caso donde el estudio es menos complicado. Como resultado de tales estudios se ha llegado a establecer una serie de generalizaciones que se incluye bajo la denominación de leyes de los gases, las cuales describen el comportamiento de dichas sustancias en determinadas condiciones especiales.

Sin embargo, no es sólo una ley la que nos otorga este conocimiento, son varias y cada una explica el comportamiento de los gases de una manera diferente, dependiendo de la situación o las circunstancias a las que está siendo expuesto éste. A continuación haremos mención del trabajo que hizo Jacques Charles, quien formuló la hoy conocida Ley de Charles que nos habla sobre cómo un gas cambia su presión o volumen de acuerdo a la temperatura.

BIOGRAFÍA ACADEMICA

Jacques Alexandre cesar charles (1746-1823). Científico, aeronauta, matemático e inventor francés nacido en Beaugency-Sur-Loire. Realizo el primer vuelo en un globo aerostático de hidrogeno el 27 de agosto de 1783.

En su juventud, recibió una educación muy básica en cuanto a ciencias complicadas. Aprendió sólo matemáticas básicas y apenas casi ninguna práctica en ciencias. Años más tarde se mudó a París y trabajó en el Bureau de Finanzas. Cuando en 1779, Benjamín Franklin visitó París como embajador para el recién creado Estados Unidos de América, Charles aprendió de los experimentos científicos de Franklin, y se quedó lo suficientemente impresionado como para empezar a estudiar física experimental. (Jiménez A. 2014). Después de casi dos años fue capaz de dar conferencias sobre esta materia. Y en 1975, fue nombrado miembro de la academia francesa de ciencias (Thomson, 2005)  

En su trabajo como inventor, construyó varios dispositivos, entre ellos un densímetro (también llamado hidrómetro), aparato que mide la gravedad específica de los líquidos. (Jiménez A. 2014).

Sobre 1787 enunció la ley que lleva su nombre: Ley de Charles, sobre la relación entre el volumen y la temperatura de un gas a presión constante, aunque hasta 1802 no publicó sus resultados, que pasarían a ser conocidos como Ley de Charles y Gay-Lussac. (Jiménez A. 2014).

ANTECEDENTES

En la antigüedad se creía que los gases no tenían masa, hasta que en 1643 Evangelista Torricelli demostró que el aire ejercía presión y por ende éstos poseían peso al igual que los líquidos y sólidos más fácilmente estudiados. (Asimov, 1975). Desde ahí los gases, de repente, perdieron su misterio.

Lavoisier después de todo lo demostrado realizó sus propios experimentos demostrando su principio de la conservación de la materia (masa) y postuló; “Nada se crea ni en las operaciones del arte ni en las de la naturaleza, y puede considerarse como principio general que en toda operación existe la misma cantidad de materia antes y después de la operación; que la calidad y cantidad de los constituyentes es la misma, y lo que sucede son tan solo cambios, modificaciones. Este principio es fundamento de todo el arte de los experimentos químicos; en todos ellos hay que dar por sentada una verdadera equivalencia entre los constituyentes de las sustancias examinadas y los resultantes de su disociación”. (Smartt, 2005).

La presión ejercida por el peso de la atmósfera fue demostrada por el físico alemán Otto von Guericke (1602-86), inventó una bomba de aire con la que se podía extraer éste de un recipiente, de manera que la presión del aire en el exterior no llegaba a igualarse con la presión del aire interior. Realizo distintas demostraciones, éstas despertaron gran interés por las propiedades del aire. Le fueron de gran importancia e interés al químico irlandés Robert Boyle (1627- 91), quien proyectó una bomba de aire más perfeccionada que la de Guericke. En vez de, por así decir, extraer el aire de un recipiente aspirándolo, probó el procedimiento opuesto de comprimirlo. Si se reducía la presión, el aire se expandía. Esta relación en la que el volumen disminuía a medida que aumentaba la presión se publicó por vez primera en 1622, como la “ley de Boyle”. Boyle no especificó que la temperatura debe mantenerse constante para que dicha ley sea válida. El físico francés Edme Mariotte (1630-1684), que descubrió independientemente la ley de Boyle hacia el año 1680, especificó que la temperatura debe mantenerse constante mediante experimentos realizados para llegar a esa afirmación. (Asimov, 1975).

Tiempo después en 1787, el físico francés Jacques Charles enunciando en 1699 con ayuda del francés Guillaume Amontons, dijo que al observar que el volumen de un gas, a presión constante, disminuía a medida que bajaba la temperatura. La misma comprobación fue realizada cinco años después por Joseph Gay-Lussac. La ley se conoce hoy en día como ley de Charles y Gay-Lussac. Determina que: “El volumen de una determinada masa gaseosa, a presión constante, es directamente proporcional a su temperatura absoluta”. (Wentworth E. y cols, 1972) (Atkins y cols, 2005).

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