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Cuestionario Previo #9 Ley de Boyle-Mariotte. 1-. Explique en qué consiste el experimento de Boyle-Mariotte. Robert Boyle llevó a cabo experimentos con el aire para encontrar la relación que existe entre el volumen y la presión. Empleó un tubo en forma de “U” y vertió mercurio hasta que los niveles en ambas ramas fuesen iguales. Bajo estas condiciones el aire ocupa un volumen V a la presión ambiente P ya que las ramas del mercurio tienen el mismo nivel. En seguida vertió más mercurio en una rama hasta lograr un desnivel y midió la columna de aire encerrado obteniendo el nuevo volumen V1 y la nueva presión P1. Debido a que el proceso se realiza casiestáticamente, se asume que el proceso transcurre en forma isotérmica. Después de llevar a cabo varias mediciones, como las descritas anteriormente, Robert Boyle, encontró que el volumen de un gas varía inversamente con la presión ejercida sobre él, si la temperatura permanece constante.

2-. ¿Qué representa el área bajo la curva en un diagrama (V-P) para una sustancia simple compresible? Los diagramas de Presión-Volumen, o diagramas PV, son una manera conveniente de visualizar los cambios en la presión y el volumen. A los diferentes estados del gas les corresponde un punto en el diagrama PV. En el eje vertical se da la presión y en el eje horizontal el volumen. El trabajo hecho durante un proceso termodinámico es igual al área bajo la curva, como se muestra en el diagrama. No importa la forma que tenga la ruta, el área bajo la curva siempre representará el trabajo hecho. Para cualquier camino curvado, podemos imaginar el área como la suma de una cantidad infinita de rectángulos infinitesimalmente delgados.

3-.¿Cómo se calcula el trabajo de expansión-comprensión de un gas?

El trabajo de expansión-compresión, es la transferencia de energía debida a una diferencia de presiones. Es función de la trayectoria, es decir, depende del camino seguido, del número de etapas en que se realiza. Su expresión matemática puede

obtenerse partiendo de la definición general:

4. ¿Qué es un proceso politrópico y qué es el índice politrópico? ! Proceso poli-trópico: Es un proceso de expansión y compresión de gases donde la presión y el volumen se relacionen, como sucede a menudo, mediante una ecuación de la forma PV k= C donde k y C y son constantes Índice poli-trópico: Es un valor que me indica el estado termodinámico en el cual se encuentra el proceso en estudio, donde n=0 me indica un proceso isobárico, n=1 un proceso isotérmico y si n tiende al infinito se trata de un proceso isocorico. Se obtiene a partir del proceso poli-trópico.

5. Mencione tres aplicaciones de la ley de Boyle. ! Esta ley es usada para la presión dos objetos necesarios en un automóvil que son : -El motor (disminución de volumen y presión) -El airbag (aumento de volumen con relación a la presión) El buceo, esto se debe a que el buzo debe expulsar el aire de sus pulmones cuando asciende porque este se expande al disminuir la presión y de no hacerlo podría causar daño al tejido

La ley de Boyle Se puede observar en todos los

aparatos que utilizan o que funcionan por medio de la energía neumática como por ejemplo los brazos robóticos los cuales utilizan pistones neumáticos, actuadores, reguladores de presión y válvulas liberadoras de presión entre otros componentes más.

6. ¿Por qué es vital para un buzo conocer la ley de Boyle? ! Porqué si el consumo de aire (volumen) es 1 en superficie, a 2 bares (10 metros), será el doble, y a 100 metros, sería 10 veces más, mientras la presión y el volumen de un gas son inversamente proporcionales, la presión y densidad de un gas son directamente proporcionales. Al reducirse el volumen del aire en el tanque de oxígeno proporcionalmente ( a 1 atmósfera el volumen es 1, a 2 atmósferas , el volumen es la mitad, a 3 bares 1/3) para llenar nuestros pulmones, necesitamos más aire ( no por el aire en sí, sino por el volumen de nuestros pulmones que debemos llenar) al estar el aire del tanque a mayor presión, tiene más densidad y menos volumen, con lo que para llenar nuestros pulmones con 2 litros a 10 metros, necesitaremos 10 veces más de aire.

REFERENCIAS - Hernández A., Pacheco G., Rojas A. (2017). Manual de prácticas del Laboratorio de Termodinámica. Recuperado de: goo.gl/CLBmNv - Facultad de Química, UNAM. (s/f). Termo física. Primera Ley. Recuperado de: goo.gl/ NtSsvQ - Khan Academy. (s/f). ¿Qué son los diagramas PV? Recuperado de: goo.gl/a8BWJf - Ortiz, A. (s/f). Proceso Politrópico. Recuperado de Wordpress. Sitio web: goo.gl/xKHspe

- Bajo el agua. (2015). Física en el buceo, la ley de Boyle. Sitio web: goo.gl/DnjAdw - EUSTON. ( s/f). Ley de Boyle. Sitio web: goo.gl/objLuh...