TERMODINMICA QUMICA

TRABAJO PRCTICO DE LABORATORIO N4 y 5:

Determinacin del Cp y Cv del aire a partir de coeficiente adiabtico .Determinacin de la masa molecular relativa de masas gaseosas.

Integrantes:Guzmn, Jorge36234783

Profesor:Ing. Gustavo Tejeda

Facultad de Ciencias Exactas, Fsicas y Naturales - UNCCrdoba, 10 de Noviembre de 2014

INTRODUCCINPROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:Para un gas ideal que evolucione adiabticamente el producto se mantiene constante, donde P es la presin, V el volumen, y es la relacin entre el calor especfico a presin constante y el calor especfico a volumen constante. = En el mtodo de Clment y Desormes se produce una rpida comprensin de un gas a baja presin y temperatura ambiente contenido en un recipiente, que puede entonces suponerse en principio adiabtica. A continuacin se deja que el gas vuelva a su temperatura inicial. Durante el proceso se registran las presiones manomtricas del gas: la inicial, la resultante despus de la compresin y la final, al volver el gas a la temperatura ambiente. Considerando al gas como ideal, se demuestra que es igual, aproximadamente, a la relacin entre las diferencias de las alturas manomtricas; es decir la diferencia entre la altura y la obtenida al comprimir el gas, dividida por la diferencia entre la primera y la altura final del gas a temperatura ambiente, Estas alturas estn indicadas en la Fig.1.

Figura 1

PRIMERA ETAPA(Laboratorio N4)Se produce una compresin de un gas contenido en un recipiente a temperatura ambiente mediante la incorporacin del mismo gas, seguido de una rpida expansin del mismo, a travs de la liberacin del agregado , que puede suponerse adiabtica . En esta expansin, el gas disminuye su temperatura. A continuacin se deja que vuelva a su temperatura inicial logrando un equilibrio trmico con su alrededor y logrando as un aumento de su presin isocricamente. Se sabe que el volumen de un sistema gaseoso puede modificarse de tres maneras diferentes: isotrmica, isobrica y adiabticamente. Cuando el cambio se realiza en forma isotrmica, la relacin entre la presin P y el volumen V del gas est dada por la siguiente ecuacin: (1)Y cuando se realiza en forma adiabtica: (2)

La curva AB corresponde al proceso isotrmico y la curva AC al proceso adiabtico. De las ecuaciones (1) y (2) puede demostrarse que la relacin de la pendiente para el cambio adiabtico entre la pendiente del isotrmico es igual a .

Usando la expresin: = Se obtiene el valor del coeficiente adiabtico mediantes las experiencias realizadas con aire.Teniendo en cuentas las expresiones:Cp - Cv= R y = Despejando Cp:Despejando Cp:Cp= R + Cv= .Cv - R 1 = + 1 = - = = - = -1 =

Cp = Cv =

Tomando R= 8,314 J/mol K:

Exp. Nhh

11441,40

2123,51,41

3145,51,64

4142,51,21

51431,27

6142,51,21

7142,71,23

8144,51,47

91451,55

10144,51,47

Sabiendo que el valor real del coeficiente adiabtico para el aire es de 1,40, se calcul el porcentaje de los errores cometidos:

(Promedio) = 1,42% de Errores = 1,42 %

SEGUNDA ETAPA (Laboratorio N5)Partiendo de la ecuacin de los gases ideales, se obtuvo la formula a partir de la cual se calculara la masa molecular relativa:

P.V = n.R.T

n=

P.V = .R.T

PM =

El valor de m se conoce a travs de las mediciones realizadas T es la temperatura del ambiente, R es la constante universal de los gases, P es la presin y V el volumen del recipiente. El volumen de la ampolla es proporcionado siendo este igual a 73ml.las mediciones realizadas para conocer la masa se llevaron a cabo utilizando una balanza digital.Consisti en 5 repeticiones, cada una comenzando con la ejecucin de un vacio, seguida por el pesaje del recipiente. Posteriormente se abri la vlvula del gas natural y se llen el recipiente con dicho gas. Para luego hacer vaco y pesar el recipiente nuevamente.

MedicinMasa de ampolla en vacio (g)Masa de ampolla con metano (g)Masa de metano (g)

182,27982,3490,070

282,27982,3520,073

382,27982,3520,073

482,27982,3510,072

582,27982,3520,073

Promedio82,27982,3510,072

Habiendo hecho mediciones de la presin y la temperatura ambiente, conociendo el volumen de la ampolla y utilizando la masa promedio del aire calculada obtenemos PM:

P = 97kpa = 0,957atmT= 20,80 C = 293,95 KV= 73,3 ml= 0,073 l m= 0,072 g.

PM = .293, 95 K = 24,84 g/mol.

PM= 24,84 g/mol.PM (terico)= 16,04 g/mol% de error = %CONCLUSIONPodemos concluir que suponer al aire como gas ideal a las temperaturas y presiones de trabajo del laboratorio proporciona una buena aproximacin para calcular tanto el coeficiente adiabtico del aire como as tambin su Cp y Cv ya que se obtiene un bajo porcentaje de error. No as con el gas natural, debido a que cuando llenamos el recipiente con el mismo introducimos un error muy grande por considerar que es todo gas natural cuando, en realidad, tambin ingresa aire al mecanismo. Y adems el porcentaje de metano en el gas natural es del orden del 90% trayendo consigo tambin impurezas y otros gases que se le agregan en su proceso de refinacin.