Ley de Boyle :Presión vs Volumen (Fiz 109C)
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− | : 1) Obtenga el gráfico <math>Presion</math> versus <math>volumen</math>. ¿Qué representa físicamente la curva de éste?. Explique |
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− | : 2) Obtenga el área bajo la curva del gráfico <math>Presion</math> versus <math>Volumen</math>. Interprete físicamente el resultado. Explique.(Para obtener el área bajo la curva presione [[File:Boton2.png|alt=Negrita|link=]] , y seleccione '''Area''') |
+ | : 2) Obtenga el área bajo la curva del gráfico <m>Presion</m> versus <m>Volumen</m>. Interprete físicamente el resultado. Explique.(Para obtener el área bajo la curva presione [[File:Boton2.png|alt=Negrita|link=]] , y seleccione '''Area''') |
− | : 3) Obtenga el gráfico <math>Presion</math> versus <math>1/V</math> (involumen). Obtenga el valor de la pendiente de la curva graficada. Interprete físicamente este resultado. |
+ | : 3) Obtenga el gráfico <m>Presion</m> versus <m>1/V</m> (involumen). Obtenga el valor de la pendiente de la curva graficada. Interprete físicamente este resultado. |
− | : 4) Obtenga el número de moles del aire encerrado en el cilindro, a partir del área del gráfico <math>Presion</math> versus <math>Volumen</math>, calculada en el punto (2).(Recuerde que el trabajo realizado por el pistón está dado por : <math>\int_{V_i}^{V_f} P \cdot dV</math> |
+ | : 4) Obtenga el número de moles del aire encerrado en el cilindro, a partir del área del gráfico <m>Presion</m> versus <m>Volumen</m>, calculada en el punto (2).(Recuerde que el trabajo realizado por el pistón está dado por : <m>\int_{V_i}^{V_f} P \cdot dV</m> |
− | : 5) Calcule el número de moles a partir de la pendiente del gráfico <math>Presion</math> versus <math>1/V</math>. |
+ | : 5) Calcule el número de moles a partir de la pendiente del gráfico <m>Presion</m> versus <m>1/V</m>. |
: 6) Compare ambos resultados. |
: 6) Compare ambos resultados. |
Latest revision as of 17:49, 22 October 2014
Contents |
[edit] Ley de Boyle: Presión vs Volumen
[edit] Objetivo
Determinar experimentalmente la relación existente entre la presión y el volumen de aire a temperatura constante.
[edit] Materiales
- Sensor de Presión
- Jeringa
- Computador PC con interfaz Pasco
- Programa DATA STUDIO
[edit] Teoría
Para describir el comportamiento de un gas necesitamos cuatro cantidades medibles; la presión, el volumen, el número de moléculas o su equivalente en moles y la temperatura. Juntas esas cantidades determinan el estado de una muestra de gas. Roberto Boyle (1627-1691) estudió los cambios en el volumen de un gas así como la presión variaba. Realizando el experimento bajo condiciones controladas, él mantuvo la masa y la temperatura del gas constantes. Luego bajo tales circunstancias la relación entre la presión y el volumen , conocida como la Ley de Boyle se expresó de la siguiente manera:
Con
En otras palabras la presión de un número constante de moléculas dada de un gas ideal es inversamente proporcional al volumen si la temperatura permanece constante.
[edit] Montaje Experimental
- Arme el sistema de la figura 1, conectando el sensor de presión a la jeringa
- Conecte el sensor de presión al canal análogo A .
[edit] Procedimiento
- 1) Ponga en ejecución el programa Data Studio. Aparecerá en la pantalla la ventana para comenzar el experimento .
- 2) Arrastre el icono que representa el sensor análogo al canal A .Escoja en la lista de sensores , Pressure Sensor Absolute (Sensor de Presion Absoluta), que corresponde al sensor de presión.
- 3) Presione Options (opciones) y active la opción relacionada al teclado Keyboard, para ingresar datos por el teclado. Ingrese volumen en el casillero de Name y cc en Units. Presione OK.
- 4) Presione el botón Calculate (calculadora) para ingresar la fórmula para calcular el inverso del volumen. Para ello define la variable , donde la variable la tiene que definir como volume(volumen). Presione aceptar
- 5) Ubique el pistón en la posición de la graduación de la jeringa. Antes de iniciar la recolección de datos, desplace el pistón lentamente hasta la posición .
- 6) Para iniciar la recolección de datos presione START (Inicio) y luego Keep (Mantener) en ese instante se abrirá una ventana e ingrese el primer dato de volumen, ., y así comience a ingresar de a sucesivamente hasta llegar a tener unos 10 pares de datos medidos.. Al finalizar presione el botón rojo .
NOTA: Debe desplazar cuasiestáticamente (muy lentamente) el pistón de la jeringa y espere unos 5 segundos antes de desplazar a la otra unidad de volumen, ya que podría afectar las condiciones de estabilidad del sistema . |
PRECAUCIÓN: A Lo más probable que al bajar de los le cueste desplazar el pistón por el aumento de presión. Asegúrese de desplazar el pistón de la jeringa como máximo hasta , so pena de destruir el sensor de presión. |
[edit] Análisis
- 1) Obtenga el gráfico versus . ¿Qué representa físicamente la curva de éste?. Explique
- 2) Obtenga el área bajo la curva del gráfico versus . Interprete físicamente el resultado. Explique.(Para obtener el área bajo la curva presione , y seleccione Area)
- 3) Obtenga el gráfico versus (involumen). Obtenga el valor de la pendiente de la curva graficada. Interprete físicamente este resultado.
- 4) Obtenga el número de moles del aire encerrado en el cilindro, a partir del área del gráfico versus , calculada en el punto (2).(Recuerde que el trabajo realizado por el pistón está dado por :
- 5) Calcule el número de moles a partir de la pendiente del gráfico versus .
- 6) Compare ambos resultados.
- 7) Obtener la masa del gas encerrado, en gramos, a partir de los resultados anteriores obtenidos.
- 8) El proceso realizado ¿es un trabajo positivo o negativo?. Justifique.