laboratorio n 1 de fisicoquimica

7/24/2019 Laboratorio n 1 de Fisicoquimica

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La Ley de Boyle – INFORME N°1 – UNTELS - 20151

INTRODUCCION

Llamada también ley de Boyle y Mariotte debido a que Edme Mariotte, físico

francés llego a la misma conclusión que Robert Boyle (166!, "ublicando el

resultado de sus traba#os $asta 16%6&En el a'o de 166 Boyle mediante sus

e"erimentos llega a la conclusión que la "resión de una gas en un reci"iente

cerrado es in)ersamente "ro"orcional a su )olumen, cuando la tem"eratura es

constante&

*+E- Los gases fluyen como los líquidos, y "or esta ra.ón ambos se llaman

fluidos& La diferencia "rinci"al entre un gas y un líquido es la distancia entre sus

moléculas& En un gas, las moléculas est/n ale#adas y libres de las fuer.as de

co$esión que dominan sus mo)imientos como en la fase líquida o sólida& us

mo)imientos tienen menos restricciones& 0n gas se e"ande en forma indefinida, y

llena el es"acio que tenga dis"onible& ólo cuando la cantidad de gas es muy

grande, "or e#em"lo en la atmósfera de la ierra o en una estrella, las fuer.as de

gra)edad sí limitan la forma de la masa de un gas&




OBJETIVOS

2robar e"erimentalmente la )alide. de la ley de Boyle y obtener las

"resiones de aire&

3onocer el mane#o de algunos equi"os que utili.amos "ara reali.ar nuestro

e"erimento& 4eterminar la relación "resión 5 )olumen mediante una gr/fica&




MARCO TEORICO

En 167 Robert Boyle fabricó una bomba de )acío moti)ado "or la lectura sobre

los e"erimentos de 8on *ueric9e sobre el )acío& 3on este dis"ositi)o conocido

como motor de Boyle mostró que el sonido se transmitía como una )ibración en el

aire, )erificó la afirmación de *alileo sobre la caída libre inde"endiente del "eso,

mostró que la columna de mercurio en el barómetro de orricelli se reducía a cero

cuando se "onía en una c/mara de )acío&

Los e"erimentos que $i.o sobre el )acío lo lle)aron al estudio de los gases lo que

le "ermitió en 166 establecer la de"endencia entre la "resión y el )olumen de

cualquier gas&

El gas

+ los líquidos y gases se les conoce como fluidos "orque tienen la ca"acidad de

fluir :;, en este sentido los líquidos y gases son "arecidos& in embargo tienen

sus diferencias, una de las m/s im"ortantes es que la distancia entre las

moléculas es menor en los líquidos y e"erimentan fuer.as que e#ercen otras

moléculas circundantes&

En un gas las moléculas est/n muy ale#adas unas de otras y "ueden mo)erse

libremente entre cada c$oque& +simismo los c$oques entre las moléculas de un

gas son el/sticos, lo cual significa que si una de ellas gana energía en el c$oque,

la otra la "ierde de modo que la energía cinética del con#unto de moléculas no

cambia& En la figura 1 se ilustra la diferencia entre un gas y un líquido tomando en

consideración las distancias intermoleculares




El gas ideal

ean ", 8 y , la "resión, el )olumen y la tem"eratura de un gas contenido en un

reci"iente< estas )ariables se encuentran )inculadas entre sí y a la ecuación que

las relaciona se le llama ecuación de estado que "or lo general es muycom"licada& 2ero en el caso de que el gas se mantenga a ba#as "resiones lo que

significa ba#a densidad, se encuentra e"erimentalmente que la ecuación de

estado es muy sim"le&

La mayor "arte de los gases a tem"eratura ambiente y "resión atmosférica se

com"ortan como si fueran gases ideales

Ley de Boyle

La "resión dentro de un balón de b/squetbol, inflado y listo "ara #ugar, es mayor

que la "resión atmosférica& +sí también la densidad del aire que se encuentra

dentro del balón es mayor que la densidad del aire de afuera& 2ara e"licar esa

relación se considera que el aire est/ com"uesto "or moléculas que se mue)en

continuamente al a.ar de manera que c$ocan con las "aredes del balón, estos

im"actos "roducen una fuer.a que da la im"resión de un em"u#e constante& Esta

fuer.a "romedio "or unidad de /rea es la que "ro"orciona la "resión del aire

encerrado en el balón&

Entonces tenemos que si $ay el doble de moléculas en el mismo )olumen, la

densidad del aire ser/ el doble, y si las moléculas se mue)en con la misma

ra"ide. "romedio, es decir, se encuentran a la misma tem"eratura, entonces el

doble de moléculas c$ocar/ con la su"erficie del balón, lo cual significa que la

"resión aumenta al doble& i aumentamos al tri"le el n=mero de moléculas en las

mismas condiciones que antes entonces la "resión también se tri"lica, etc& +sí

"ues tenemos que la "resión (2! es directamente "ro"orcional a la densidad (>!, 2

? >&

@tra forma de du"licar la densidad es reduciendo el )olumen del aire a la mitad,

"ara lo cual se "one el aire en una #eringa de manera que se "ueda cambiar el




)olumen f/cilmente& En este caso se tiene el mismo n=mero de moléculas "ero

aumenta el n=mero de c$oques "ues las distancias se reducen de manera que la

"resión también aumenta al doble& i el )olumen disminuye a la tercera "arte

entonces la "resión crece tres )eces y así $ay muc$os otros e#em"los que

describen esta reacción&

Entonces, se tiene que si la densidad es "eque'a la "resión es in)ersamente

"ro"orcional al )olumen "ara una masa de gas que se mantiene a tem"eratura

constante& + esta obser)ación se le conoce como la ley de Boyle y simbólicamente

se "uede escribir como 2A 18< o bien 28 AC, donde C es una constante, 2 es la

"resión y 8 es el )olumen ocu"ado "or el gas&

Esta constante C es la que se calcula tra)és de dos formas diferentes de obtener

los datos de "resión y )olumen&




MATERIALES Y EQUIPOS

+"arato de BoyleD Mariotte, el cual consta de una #eringa y un manómetro&

PROCEDIMIENTO

1& +brir la lla)e que "ermite la entrada de aire al a"arato de Boyle, lle)ando el

embolo $asta la línea que marca el )olumen de 1ml&& Luego cerrar la lla)e "ara im"edir que el aire que se encuentra en el interior

del a"arato de Boyle esca"e&F& e "roceder/ a reducir el )olumen de manera constante em"u#ando el

embolo&G& +notar los cambios del )olumen de aire y las distintas "resiones que

mostrara el manómetro durante la com"resión&& Elaborar los gr/ficos 2D8 y 2D18&

CALCULOS Y RESULTADOS




1& 3uadro HI1, datos obtenidos de manera e"erimental de la "resión y

)olumen&

P(mmHg) V(ml)

760mmHg 1 ml

790mmHg 7 ml

810mmHg 7 ml

830mmHg J ml

850mmHg J ml

870mmHg % ml

875mmHg % ml

880mmHg 6 ml

*rafica HI1

60 65 70 75 80 85 90 95 100 105700

750

800

850

900f!" # 3697$67 !%&0$34R' # 0$92

P vs V

P () VP*+,- P () V"

VOLUMEN

P

R

ES

I

O

N

2ara encontrar la relación entre esas )ariables (2resion y 8olumen! se $ace

un cambio de )ariable y se tra.a la gr/fica de la "resión en función de 18,la cual se muestra en la gr/fica HI&

& 3uadro HI, datos obtenidos e"erimentalmente de "resión y la in)ersa de

)olumen "ara "oder $allar el )alor de C&




P(mmHg) 1/V(ml)

760 &1

790 &1

810 &111

830 &11J

850 &1

870 &1FF

875 &1GF

880 &1G

*rafica HI

7407607808008208408608809000$01

0$01

0$01

0$01

0$02

f!" # 0! & 0$02R' # 0$89

P vs 1/v

P () 1.V

L/,- P () 1.V"

1/V

PRESION




enemos de la gr/fica HI la siguiente ecuación-

Y =4×10−5 x−0.0216

4onde el )alor de &16 se des"recia "or ser muy "eque'o quedando la

siguiente e"resión en función de la "resión e in)ersa del )olumen&

P=4×10−5

( 1

V ) eg=n Boyle 28A C , con lo cual des"e#ando el )alor de 18 en la ecuación

anterior tenemos que el )alor de 9 es-

PV = K =4×10−5mmHgml

DISCUSIONES

La ley de BoyleD Mariotte establece que, a tem"eratura constante la "resión

multi"licada con el )olumen de un gas "ermanecen constantes& En la "resenta

"r/ctica de laboratorio no se obtu)ieron )alores eactos que com"rueben esta ley,

estos errores "udieron darse "or los siguientes incon)enientes-

•Reali.ar la "r/ctica r/"idamente&

• Mala utili.ación del a"arato de BoyleD Mariotte&

• Equi"o mal calibrado&

• Error en la toma de datos&




CONCLUSIONES

eg=n los datos obtenidos de mostramos la Ley de Boyle y 3oncluimos que

reduciendo el )olumen de aire la "resión aumenta &2ara un )olumen de aire

de 1<7<7<J<J<%<%<6<6<< ml& @btenemos las "resiones de

<1<<%<7<11<11<1<1F<1<1%<1 mmKg sin contar la "resión

atmosferica& eg=n los resultados obtenidos "odemos concluir que de manera

e"erimental $emos corroborado efica.mente la ley de Boyle&

BIBLIORAA

B,,,- $ A$ 2008"$ La Ley de Boyle.

M, C$ $ 2006"$ LEY DE BOYLE: RELAION !RESION-"OLUMEN EN

#ASES. C/:: :, M,!/;*$

T*--,) C$ $ 2010"$ La ley de Boyle$ el a%al&'&' de do' e()e*&+e%,o'.

;<-=);> EDVCATIO P?YSICORVM$

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