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Ley de CharlesPráctica 8
Gas Ideal
Un gas ideal es aquel que se comporta de acuerdo a las leyes de:
Boyle-Mariotte Si T cte., PV = kCharles Si P cte., V/T = kGay Lussac Si V cte., P/T = k
donde: T = Temperatura, P = Presión, V = Volumen, k = cte. de proporcionalidad.
Joule. La energía interna, U, de los gases depende de la temperatura U = U(T).Avogadro. Gases con la misma temperatura y presión que ocupan volúmenes iguales,tienen el mismo número de moléculas.
Nota: P, T son absolutas en los cálculos de los gases ideales
El comportamiento de la mayoría de los gases se puede modelar como un gas ideal parasimplificar cálculos y obtener aproximaciones.
Del cual concluyó: a presión constante, elvolumen de un gas varía directamenteproporcional a la temperatura absoluta quele es suministrada.
En el experimento que realizó el físico francés
Jacques Charles observó lo que sucedía con el
volumen de un gas cuando se varía la temperatura y la
presión permanece constante.
O bien:
𝑘𝑘 =𝑉𝑉𝑇𝑇
con T absoluta.
Así, el volumen varía directamente proporcional a la temperatura:
𝑉𝑉𝛼𝛼 𝑇𝑇
𝑉𝑉 = 𝑘𝑘𝑇𝑇
Donde k = constante de proporcionalidad
¿Qué se puede obtener a partir de éste material para alcanzar los objetivos?
Termómetros de inmersión
Mechero de Bunsen
Termómetro de gas a presión constante
Pinza para tubo de ensayo
Ampolleta sin graduar
Soporte universal
Objetivo 1. Comprobar experimentalmente la ley de Charles.
Edo 1:T1V1P cte.
Edo 2:T2V2P cte.5 m
in
T2 > T1V2 > V1
Objetivo 2. Obtener los modelos matemático y gráfico que relacionen el volumen y la temperatura, V= f(T).
T °C V m3
T1 V1
T2 V2
T3...Tn
V3...Vn
V (m3)
T (°C)
V3
V2V1
T1 T2 T3
V = mT + V0
Objetivo 3. Inferir experimentalmente la temperatura correspondiente al cero absoluto.• A partir del modelo matemático se hace la consideración V = 0
• Se despeja la variable T
T = - V0 / m
V = m T + V00 = m T + V0
Observaciones:
• En un gas ideal, cuando la presión es constante, el Volumen esdirectamente proporcional a la Temperatura.
• Se puede obtener la Temperatura del cero absoluto a partir delmodelo matemático que se obtiene de graficar T vs V.
• Un ejemplo de la aplicación de la Ley de Charles es:El cambio de Temperatura y Volumen en el aire dentro de un globoaerostático.
Referenciahttps://goo.gl/1i3BA2
https://goo.gl/W93hDt
https://goo.gl/rV2Dk6
https://goo.gl/WUsQE5
Referenciahttps://goo.gl/sFFHjG
https://goo.gl/8W6JcF
Elaboración propia
https://goo.gl/GiRNyd
ReferenciaElaboración propia
https://goo.gl/YtDGYo
Elaborado por:Ing. Ivonne Blancas Silva
Revisado por:Jefe de Academia de Termodinámica:
Ing. Martín Bárcenas EscobarJefa de Academia de Laboratorios:Q. Antonia del Carmen Pérez León
Jefa de Departamento de Física y Química:Q. Esther Flores Cruz
Responsable de Laboratorio de Termodinámica:Ing. Alejandro Rojas Tapia
Profesores:M. en I. Abraham Martínez Bautista
M. en I. Omar de Jesús PérezI.Q. Miriam Arenas Sáenz
Ing. Ma. Guadalupe Pérez HernándezAyudante de profesor:
Miriam del Carmen Medina López