TALLER.SIMULACIÓN DE LEY DE GAS IDEAL

Material y Taller,                Nombre y apellidado: Robert Palacios

Fecha: 11 de noviembre del 2021                            [pic 1]

SIMULACIÓN DE LEY DE GAS IDEAL

Introducción

Este experimento explora la relación entre la cantidad de presión P, el volumen V y la temperatura T de un gas ideal de N número de partículas. La ley del gas ideal está dada por,

PV = n R T

Donde n es número de moles = N/( número de Avogadro) y R es la constante de gas. También se puede demostrar que

nR=NkB

donde kB = 1.38 x 10-23 J/K es la constante Boltzmann. Envíe sus respuestas en formato PDF

1. – Explorando las relaciones entre P, V, N, T

Abra la siguiente simulación y seleccione Explorar

(https://phet.colorado.edu/sims/html/gas-properties/latest/gas-properties_en.html )

[pic 2]

Use la bomba para agregar algunas partículas.

1. Para un N y V fijo, ¿qué cantidad aumentará la presión si la aumenta?
2. Para una N y T fija, ¿qué cantidad aumentará la presión si la disminuye?
3. Para una V y T fija, ¿qué cantidad aumentará la presión si la disminuye?

muestre el (o exponer) ‘Contador de colisión ( collision counter) ’ y haga clic en el botón de “play” en verde para iniciarlo.

1. Si aumenta sólo T, ¿aumenta el número de colisiones? (tienes que empezar el recuento)
2. Si disminuye sólo V, ¿disminuye el número de colisiones?
3. Agregue algunas partículas rojas para obtener una mezcla de partículas azules y rojas.
4. ¿Las partículas rojas se mueven a la misma velocidad que las partículas azules?
5. ¿Las partículas rojas son más masivas que las azules?

Reinicie la simulación y reduzca el volumen a su valor mínimo posible (utilice el ratón para arrastrar el controlador situado a la izquierda del contenedor). Haciendo clic en partículas, ponga N = 400 de las partículas azules y N = 0 partículas rojas. Compruebe el valor de la temperatura: Debe ser de 300K, si no es así, vuelva a empezar y repita.

1. Use la Ley de Gas ideal para calcular el volumen mínimo.

1. – Ley de gas ideal

Con la misma simulación, seleccione ideal. Use la bomba para agregar algunas artículas. Seleccione mantener volumen constante.

1. ¿Qué le sucede a P si aumenta T?

1. ¿Qué le sucede a P si aumenta N?

Comience de nuevo y haga clic en partículas y agregue 100 partículas pesadas (azules). Ajuste la presión para que sea constante con un volumen variable ↕V. Temperatura a 300 K. Observe el volumen inicial Vi. Ahora añada 50 partículas azules más para que el volumen sea ahora Vf.

1. ¿Qué sucede con el volumen?

1. Usando la ley de gas ideal, cuál es la proporción de Vf / Vi ?

A continuación, desea encontrar el trabajo realizado por el gas, ya que el número de partículas cambió de 100 a 150, mientras que P y T permanecen constantes. Puede mostrar el ancho horizontal haciendo clic en «Width»

1. ¿Qué fórmula da el trabajo hecho por un gas cuando el volumen cambia a presión constante?

Suponga que el área transversal (en la página) es A = 60 x 10-18 m2.

1. Calcular el trabajo realizado por el gas.

1. – Teoría cinética

Con la misma simulación, seleccione Energía. Seleccionar temperatura de inyección a 300 K, añadir algunas partículas hasta la presión en aproximadamente 20 atm. Haga clic en para visualizar también la Energía cinética (CE). Mirando las graficas (plots o figuras en 2D )

1. El número de partículas con baja velocidad es        al número de partículas con alta

velocidad.

1. El número de partículas con CE bajo es -------------al número de partículas con CE alto.

1. Si agregas más partículas para duplicar la presión, ¿aumenta la velocidad media? (no)

1. Si aumentas la temperatura ¿qué pasa con la velocidad media?

1. – El diagrama PV

Abrir esta simulación(http://physics.bu.edu/~duffy/HTML5/PV_diagram.html)

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Comience estableciendo el volumen = 6 L y la temperatura = 600 K.

1. A medida que disminuye el volumen, ¿cómo cambia la presión?

Cuando el volumen es 6L, la presión es 100.00 kPa, pero cuando disminuye el volumen la presión aumente un ejemplo si ponemos el volumen en 4L la presión es 150.00kPa.

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