Ley de Boyle(fico) - ley de Boyle, fisicoquimica I PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERIA QUIMICAEscuela Profesional de Ingeniería QuímicaFISICOQUIMICA ILABORATORIO N°“LA LEY DE BOYLE”Grupo Horario : 92GDocente : DIAZ GUTIERREZ ALBERTINAFIQ-UNACINTRODUCCIÓNEn la presente práctica se llevó a cabo, en primer lugar, un estudio sobre los ...

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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

Docente

: DIAZ GUTIERREZ ALBERTINA

FIQ-UNAC

INTRODUCCIÓN

En la presente práctica se llevó a cabo, en primer lugar, un estudio sobre los gases ideales hipotéticos, estos suponen compuestos por partículas que no interaccionan entre si y que no ocupan ningún volumen.la aproximación con la que se cumple satisfactoriamente son en aquellos gases que se encuentran a baja presión y a una temperatura no demasiada baja, el estado está determinado por 3 variables: presión, temperatura, volumen; sin embargo, para estudiar con exactitud los gases reales, es necesario modificar la ecuación del gas ideal, tomando en cuenta las fuerzas intermoleculares y los volúmenes. Este análisis fue realizado por primera vez por el físico L.D. van der waals en 1973.

II.- OBJETIVOS 

Identificar experimentalmente la validez de la ley de boyle



Analizar la relación grafica de presión y volumen en el proceso isotérmico.



Determinar la constante de Boyle para condiciones de gas real.

III.-MARCO TEÓRICO 3.1 EL GAS IDEAL Un gas ideal es un conjunto de átomos o moléculas que se mueven libremente sin interacciones. La presión ejercida por el gas se debe a los choques

de

las

moléculas

con

las

paredes

del

recipiente. El

comportamiento de gas ideal se tiene a bajas presiones es decir en el límite de densidad cero. A presiones elevadas las moléculas interaccionan y las fuerzas intermoleculares hacen que el gas se desvíe de la idealidad. ESTADO FISICO: El estado físico de la materia se halla definido por sus propiedades físicas. Cada sustancia está determinado por su propia ecuación de estado. Una de las ecuaciones es la de los gases ideales. p=

RTn V

TEMPERATURA: Es una magnitud que mide el nivel térmico o el calor que un cuerpo posee. Toda sustancia en determinado estado de agregación (sólido, líquido o gas), está constituida por moléculas que se encuentran en continuo movimiento. La suma de las energías de todas las moléculas del cuerpo se conoce como energía térmica; y la temperatura es la medida de esa energía promedio. También la temperatura se define como una propiedad que fija el sentido del flujo de calor, ya que éste pasa siempre del cuerpo que posee temperatura más alta al que la presenta más baja. Cualitativamente, un cuerpo caliente tiene más temperatura que uno frío; cuantitativamente, se suele medir la temperatura aprovechando el hecho de que la mayoría de los cuerpos se dilatan al calentarse.

PRESIÓN: la presión es la magnitud escalar que relaciona la fuerza con la superficie sobre la cual actúa, es decir, equivale a la fuerza que actúa en la superficie. Cuando una superficie plan de área S se aplica una fuerza norma F de manera uniforme la presión viene dada por la siguiente forma: P=

F S

Dado que en el Sistema Internacional la unidad de fuerza es el newton (N) y la de superficie es el metro cuadrado (m 2), la unidad resultante para la presión es el newton por metro cuadrado (N/m 2) que recibe el nombre de pascal (Pa) 1 Pa=

N m2

3.2 LA LEY DE LOS GASES La ecuacion de estado de un gas a baja presion fue establecida por combinacion de una serie de leyes empiricas. LEY DEL GAS IDEAL A. LEY DE BOYLE: Según la ley de Boyle, el volumen de una masa dada de gas varía en forma inversamente proporcional a la presión cuando la temperatura se mantiene en un valor fijo. La expresión matemática de la ley se escribe: P x V = KT

(proceso isotérmico)

(1.1)

La magnitud de la constante KT (constante de Boyle) es función de la cantidad química de gas y de la temperatura. Para dos estados diferentes 1 y 2, la ley implica: P1V1=P2 V2

(1.2)

Es decir, si se explora el comportamiento físico de un gas de acuerdo con la ley de Boyle y asumiendo comportamiento ideal, se puede concluír que, a temperatura constante:

Si se duplica la presión sobre una masa dada de gas, su volumen se reduce a la mitad. Si el volumen de una masa dada de gas se triplica, la presión se reduce en 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 gráfica de la ley de Boyle.

Si se repite el experimento a temperaturas diferentes se genera una familia de hipérbolas, y debido a que la temperatura es constante a lo largo de cada línea, éstas curvas se denominan isotermas (Hipérbolas equiláteras). Donde T1 < T2...