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7/24/2019 Pratica 2 Quimica Aplicada (1) Creo Que Ya Terminado
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INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
Unidad Profesional Interdisciplinaria de Ingeniera y
Ciencias Sociales y Administrativas.
Practica 2 Coeficiente de expansin trmica de los gases
Equipo 2 Secuencia: 1I2!
"#$%&' &o( )e *oleta
*arrera Padilla +e,na It-el 2.1/!.2.02
#pe- lores arla #eticia 2.1/!.
#pe- 3arc4a "reli Carmen 2.1/!..56!
#o-ano #pe- austino 2.1/!.2777
Profesor: #en elipe %ota 8apia
I&3E&IE+I" I&)$S8+I"#
#"*'+"8'+I' )E 9$I%IC" "P#IC")"
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eca de entrega: 16 de septiem;re de 2.1/
O!etivos"
< In=estigar para una masa fi>a de aire? la correlacin del =olumen , la temperatura a presin
constante(
< )eterminar experimentalmente el coeficiente de expansin trmica(
#arco Te$rico"
$n sistema gaseoso se encuentra en un estado definido cuando las =aria;les presin @PA? =olumen
@A , temperatura @8A @=aria;les de estadoA tienen =alores definidos( Para poder definir el estado de
un sistema? en este caso? gaseoso? sin tener que medir todas las =aria;les in=olucradas? se ace
uso de ecuaciones matemBticas? las cuales relacionan unas =aria;les en funcin de otra( Estas
ecuaciones se denominan ecuaciones de estado , pueden o;tenerse o;ser=ando el
comportamiento del sistema ;a>o condiciones controladas(
En 1!!2? +o;ert *o,le reali- las primeras medidas cuantitati=as del comportamiento de los gases
en relacin con la presin , el =olumen(
Carles @1606A , 3a, #ussac @10.2A o;ser=aron el comportamiento de los gases? a ;a>aspresiones? cuando una cantidad constante de gas se calienta a presin constante? esto es? la
expansin de un gas por efecto de la temperatura en condiciones iso;Bricas( Encontraron que el
=olumen aumenta linealmente respecto a la temperatura @medida en la escala cent4grada de
mercurioA(
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En la figura se puede o;ser=ar que el =olumen aumenta conforme la temperatura aumenta? en una
relacin lineal que puede representarse a tra=s de la ecuacin de una l4nea recta:
D m8 ;
)onde m , ; son constantes que representan la pendiente de la recta , el corte en el e>e de las
ordenada? respecti=amente( El corte en el e>e de las ordenadas ocurre cuando la temperatura es
cero? 8 D . FC ,? por lo tanto? ; D .? donde . es el =olumen del gas a . FC @tam;in llamado
=olumen de referenciaA cuando la presin , la masa son constantes(
D . m8
Si se define una nue=a constante como G D mH.? la le, de Carles puede escri;irse como:
D .@1 tA
Cuando la cantidad de masa de masa , presin , presin del gas permanecen constantes? donde:
D =olumen del gas medido a la temperatura t(
. D =olumen del gas a . FC
8 D temperatura del gas a grados Celsius
G D coeficiente de expansin trmica
El =alor de G tiene una =alor de 1H267(1J FC( Cuando el =olumen tiende a cero se tiene un =alor
aproximado para el cero a;soluto de temperatura? correspondiente a
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INSTALAR ELEQUIPO Y
VERIFICAR QUEEL MERCURIO SEENCUENTRE EN
EL CONTENEDOR.
RETIRAR ELTAPON DE GOMA
DELCONTENEDOR DE
MERCURIO.
IDENTIFICAR ELMANOMETRO DEMERCURIO, SU
FORMA DEMANEJO Y
MEDICIONES.(mm)
SABER CUAL ESLA COLUMNA DEAIRE(SISTEMA EN
ESTUDIO) Y SUESCALA.(cm)
LLENAR EL BADE
RECIRCULACIOCON 5L DE AGU
DESTILADA YCONECTARLO
LA TOMA DECORRIENTE PERSIN ENCENDERL
(esarrollo E)perimental"
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Tala de res'ltados e)perimentales"
0.57
( 2)(21)+1.01=22.44mL
0.57
( 2)(21)
+1.01
=22.44mL
0.57
( 2)(22)+1.01=23.46mL
0.57
( 2)(22)
+1.01
=23.46mL
0.57
( 2)(22)+1.01=23.46mL
Lo!"#$% %& 'co'$m %& "&(cm)
Vo'$m& %&"& (cm* o M')
T&m+$ (C)
- --.// -- --.// **-- -*./0 *1-- -*./0 /*
-- -*./0 /1-- -*./0 5---.5 -*.21 51-* -/./3 0-*.5 -/.22 00-/ -5.54 1-/ -5.54 15-/.5 -0.4 3
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0.57
( 2)(22)+1.01=23.46mL
0.57
( 2)(22.5)+1.01=23.97mL
0.57
( 2)(23)+1.01=24.48mL
0.57( 2)(23.5)
+1.01=24.99mL
0.57
(2)(24)+1.01=25.50mL
0.57(2)(24)
+1.01=25.50mL
0.57
( 2)(24.5)+1.01=26.01mL
C*lc'los"
1( Calcule el nOmero de moles de aire que se mane>a en esta prBctica? con ;ase en los datos
iniciales de presin? =olumen , temperatura am;iente en el experimento(
n D pH+8
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p D J0J mmKg D .(6!56 atm
D 22(// m# D o(o22// #
+ D .(.02 atm#Hmol
8 D 22 FC D 25J
(0.7697 ) (0.02244 )(0.082 ) (295 )
=6(1/.
2( Calcule el =olumen de aire contenido en la columna:
Vaire = r2 h + 1,01 @DA cm7 o m#
)onde:
r D radio del tu;o D .(J6 cm
D altura de la columna en cm
1?.1 D =olumen en m# del segmento caf superior de la columna @constanteA(
0.57
( 2)(21)+1.01=22.44mL
7( Calcule la presin total @a;solutaA del sistema en mil4metros de mercurio? en caso de no
lle=ar a ca;o el experimento a presin atmosfrica
Pabs = Patm + Pman
)nde: Patm D presin atmosfrica o ;aromtrica en la Cd? de %xico(
Pman D presin manomtrica o diferencia de alturas en mmKg(
Presin manomtrica: 76. mm Kg
Presin atmosfrica: 70J mm Kg
Presin a;solutaD76. mm Kg 70J mm Kg D 6JJ mm g
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/( Constru,a en papel milimtrico la recta olumen de aire @m#A =s 8emperatura @FCA con una
escala adecuada que le permita extrapolar la recta asta D .
'#$#&m+$
Vo'. %&"&
- ---.///3-
-0
- **--.///3-
-0
-- *1-*./055-
35
-- /*-*./055-
35
-- /1-*./055-
35
-- 5--*./055-
35
--.5 51-*.21533
/
-* 0-/./30-*
/*
-*.5 00-/.22053
1-
-/ 1-5.5402/
4-
-/ 15-5.5402/
4-
-/.5 3-0.41-2
*
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4 -4 *4 /4 54 04 14 34 24-4
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--
-*
-/
-5
-0
-1
(6) 7 4.406 8 -4.1R9 7 4.2*
Poc&:o ":o;"co
J( #ea el dato de temperatura cuando D . , calcule el coeficiente de expansin isotrmica
@GA , el =olumen . @ordenada al origenA? con o;>eto de esta;lecer la ecuacin
D . @1 G8A
V 7 V4 ( 8
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C'estionario"
1A )efina el proceso iso;Brico para un gas
Es cuando la presin es constante? , el =olumen es directamente proporcional a la
temperatura(
2A Cmo interpreta la grBfica construidaQ&os muestra de manera =isual como es un proceso iso;Brico: en donde si el =olumen es
directamente proporcional a la temperatura? si la temperatura aumenta el =olumen tam;in
7A 9u porcenta>e de error encuentra usted entre el =alor terico , el =alor experimental delcoeficiente de expansin trmica @GAQ
%error=|valor teoricovalor experimentalvalor teorico |100
%error=|.00366.00305.00305 |100
%error=16.66
/A Con ;ase en la ecuacin D o @1 GtA , el dato experimental de G? calcule el =olumen
que ocupar4a la muestra de aire al expandirse a una temperatura de 1..FC(
v=V0 (1+t)
v=20.70 (1+.00305100)
v=27.0022cm3
Concl'siones"
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Con ;ase a los o;>eti=os generales planteados en la prBctica pudimos llegar a di=ersos resultados?
como primer punto? o;ser=amos que el =alor de la altura cam;ia conforme al cam;io de
temperatura , por consecuencia el =olumen depende de la altura( "l no cam;iar la temperatura
@am;ienteA pudimos o;ser=ar que no a, alteraciones en el cam;io de la altura de la columna? otro
punto que fue mu, importante es que RK la presin manomtrica puede ser ma,or o menor a la
presin atmosfrica(
Para explicar me>or el comportamiento de nuestros datos o;tenidos? nos apo,amos de una grBfica
de dispersin x @temperatura en FCA? , @olumen en cm o mlA? mediante esta grafica pudimoso;ser=ar que existen puntos en comOn por los que pasa nuestra pendiente? esto nos lle=a a
nuestro siguiente punto? concluimos que para o;tener el =alor del coeficiente de expansin trmica
@GA es necesario apo,arnos de nuestra pendiente @mA , nuestra ordenada al origen @;A(
';tendremos el =alor experimental que nos sir=i para corro;orar el de error que existi durante
la prBctica o;tu=imos un =alor del 1! fue ra-ona;le? este =alor podemos >ustificarlo ,a que
durante la medicin se pudieron presentar di=ersas cuestiones entre ellas las condiciones
am;ientales que existieron en ese momento @cielo nu;lado? llu=iaA , el error umano al momento
de la medicin(
Con esta prBctica o;ser=amos f4sicamente el comportamiento de la le, de Carles , por medio deesta expresin pudimos conocer el =alor de la temperatura cuando tenemos un =alor en el =olumen
de .( En conclusin general esta prBctica fue exitosa ,a que conocimos el =alor del coeficiente de
expansin trmica? o;ser=amos el comportamiento de la temperatura la presin mediante el
"parato para el estudio de las le,es de los gases? con soporte de mercurio , termmetro @Columna
de PKLMEA o;tu=imos un =alor del error ra-ona;le , pudimos compro;ar el comportamiento de
los datos(
+iliografa"
'TConnor? P( +(U )a=is? V( E(U Kaenisc E( #(