Informe N°1 LEY DE Boyle -FICO- Grupo N°9 PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Escuela Profesional de Ingeniería QuímicaFISICOQUIMICA ILABORATORIO N° “LA LEY DE BOYLE”• GRUPO HORARIO : 92G• GRUPO : N°• DOCENTE : - DIAZ GUTIERREZ ALBERTINA• INTEGRANTES : - QUISPE CANALES LUIS ENRIQUE- SILVA OCSAS VICTOR HUGO- SUCLUP...

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA Escuela Profesional de Ingeniería Química

FISICOQUIMICA I LABORATORIO N°1 “LA LEY DE BOYLE”

•

GRUPO HORARIO :

92G

•

GRUPO :

N°9

•

DOCENTE

•

INTEGRANTES :

:

- DIAZ GUTIERREZ ALBERTINA -

QUISPE CANALES LUIS ENRIQUE

-

SILVA OCSAS VICTOR HUGO

-

SUCLUPE INOÑAN DENIS JOSIMAR

-

VIVANCO CABELLOS DANIEL LEONARDO

-

VILLEGAS ARIAS FERNANDO JOSE

FIQ-UNAC

ÍNDICE I.- INTRODUCCIÓN ................................................................................................ 3 II.- OBJETIVOS ....................................................................................................... 4 III.- MARCO TEORICO ........................................................................................... 5 IV.- MATERIALES ................................................................................................. 10 V.- CALCULOS ..................................................................................................... 11 1.1.

Gas ideal ................................................................................................. 13

1.2.

Ecuación de Van der Waals ................................................................... 14

1.3.

ECUACION DE REDLICH KWONG ........................................................ 20

1.4.

Ecuación Virial de Pitzer ........................................................................ 28

VI.- RESULTADOS ............................................................................................... 34 VII.- CONCLUSIONES .......................................................................................... 36 VIII.- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ............................................................. 37

I.- INTRODUCCIÓN

La Ley de Boyle es una ley de los gases que relaciona la presión y el volumen de una determinada cantidad de gas, sin variación de temperatura, es decir, a temperatura constante. También se la conoce como Ley de Boyle-Mariotte porque fue formulada independientemente por el físico y químico anglo-irlandés Robert Boyle (1662) y el físico y botánico francés Edme Mariotte (1676). En 1662 Robert Boyle, descubrió que la presión aplicada a un gas es inversamente proporcional a su volumen a temperatura y numero de moles (cantidad de gas) constante. la ley de Boyle señala que, a una temperatura constante, la presión ejercida de un gas en un sistema cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente. En el presente informe se trabajará con la Ley de Boyle para distintas ecuaciones de los gases, ideales y reales, para estudiar con exactitud los gases reales, es necesario modificar la ecuación del gas ideal, tomando en cuenta las fuerzas intermoleculares y los volúmenes.

II.- OBJETIVOS

•

Verificar experimentalmente la Ley de Boyle.

•

Analizar la relación entre la Presión y Volumen en procesos isotérmicos.

•

Analizar los valores de la constante de Boyle para distintas ecuaciones de los gases reales.

III.- MARCO TEORICO

Los gases ideales es una simplificación de los gases reales, que se realiza para estudiarlo de una manera más sencilla. Si se considera a un gas contenido en un recipiente, la presión que este ejerce es la fuerza por unidad de área sobre las paredes debida a los impactos elásticos de las moléculas. La ley de Boyle es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a una temperatura constante. La ley dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión:

𝑃 ∗ 𝑉 = 𝐾𝑇

Si se mantiene constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación siguiente, para dos estados diferentes: 𝑃1 ∗ 𝑉1 = 𝑃2 ∗ 𝑉2

Esta relación indica que la presión y gases para dos estados diferentes 1 y 2 son inversamente proporcionales, es decir si duplicamos la presión su volumen se reduce a la mitad, si el volumen de una masa de gas se triplica la presión se reduce un tercio. Es usual en los experimentos sobre la ley de Boyle obtener un conjunto de datos de presión y volumen, los cuales se pueden representar gráficamente para obtener el valor de KT. Un gráfico de P versus V (Figura 1) da como resultado la hipérbola característica que corresponde a la ecuación 1.1.

Figura 1. Representación grafica de la Ley de Boyle

Para encontrar el valor de k, se representa la presión como una función del inverso del volumen con el fin de obtener una línea recta (Figura 2). Aplicando el método de los mínimos cuadrados se puede tener el mejor estimativo de k.

Figura 2. Representación de la ley de Boyle 1/P vs V

En química física, termodinámica, química y física de materia condensada, un punto crítico, también conocido como un estado crítico, ocurre en condiciones (como valores específicos de

temperatura, presión

o

composición) en que ningunos límites de la fase existen. La temperatura crítica es característica de cada sustancia. Las sustancias a temperaturas superiores a la crítica tienen un estado de agregación tipo gas, que tiene un comportamiento muy parecido al de un gas ideal.

Además, es la temperatura límite por encima de la cual un gas miscible no puede ser licuado por compresión. Por encima de esta temperatura no es posible condensar un gas aumentando la presión. A esta temperatura crítica, si además se tiene una presión crítica (la presión de vapor del líquido a esta temperatura), se está en el punto crítico de la sustancia. La presión critica es la mínima presión que se debe aplicar para llevar a cabo la licuefacción a la temperatura critica.

ECUACION DE ESTADO DE LOS GASES IDEALES Para una mol de gas, la constante que aparece en el segundo miembro de la ecuación es la constante universal de los gases ideales R, por lo que la ecuación de un estado de un gas ideal es la siguiente:

P∗V=n∗R∗T

Donde n es el número de moles y el valor de R en el sistema internacional es:

R = 8.31

ECUACION DE VAN DER WAALS

J mol K

Propuesto en 1873 con el fin de corregir las dos suposiciones del gas ideal. El

tamaño

molecular infinitesimal

y

la

ausencia

de

las

fuerzas

intermoleculares. Van der Waals tuvo 2 hipótesis acerca de los gases, estas son: ✓ Existen dos fuerzas de interacción entre moléculas: fuerzas de atracción y de repulsión. Las moléculas tienden a atraerse mutuamente a pequeñas distancias, del orden de unos cuantos diámetros de moléculas.

✓ El tamaño efectivo de las moléculas no es el diámetro, puesto que la acción de repulsión se manifiesta a distancias menores que la de atracción, pero mayores que un diámetro. Esto significa que las moléculas no chocan físicamente, nunca hay contacto entre ellas porque se repelen antes de entrar en contacto. Al tratar de dar una forma matemática a estas hipótesis se llegó a la siguiente ecuación, más conocida como ecuación de Va n Der Waals.

Las constantes a y b tiene valores positivos y son características del gas individual. La constante a provee una corrección para las fuerzas intermoleculares. La constante b es una corrección para el tamaño molecular finito y su valor es el volumen de una mol de átomos o moléculas. ECUACION DE REDLICH- KWONG: La ecuación como las demás presenta tres raíces para el volumen. Para T>Tc cualquier valor positivo de la presión P conduce una sola raíz real positiva. Para T...