LABORATORIO DE FÍSICA II ESCUELA PROFESIONAL: INGENIERIA CIVIL APELLIDOS Y NOMBRES: CORNEJO MAMANI SHARON GABRIELA INFORME N° 05: LEY DE BOYLE – PRESIÓN Y VOLUMEN CÓD.: 105554 GRUPO: 208 PUNO-PERÚ
1.-OBJETIVOS: Comprobar experimentalmente la ley de Boyle - Mariote, hallando la relación que existe e ntre la presión y volumen de un gas (aire) a una temperatura co nstante, y determinar experimentalmente la presión atmosférica e n la ciudad de Puno.
2.- FUNDAMENTOS TEÓRICOS: La ley de Boyle establece que la presión de un gas en el interior de un recipiente está relacionada con el volumen del gas. En otras palabras, si cambia el volumen, cambia la pre sión. Para una cantidad determinada de gas a una temperatura determinada, la presión del gas e s inversamente proporcional al volumen. Una forma de verificar esto es dibujar la grafica de la inversa del volumen del gas frente a la presión del gas. P₁V₁=P₂V₂=Cte.
V=C(1/P)
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(1)
(2)
Para poder comprobar su teoría, Boyle hizo el siguiente experimento: Introdujo un gas en un cilindro con un émbolo y comprobó las distintas presiones al bajar el bolo. A continuación hay una tabla que muestra algunos de los resultados que obtuvo este fenómeno:
Experimento de Boyle
× P (atm) V (L) P · V 0,5
60
30
1,0
30
30
1,5
20
30
2,0
15
30
2,5
12
30
3,0
10
30
Si se observan los datos de la t abla se puede comprobar que al aumentar el volumen, la presión disminuye. Por ello se usa una diagonal isotérmica para representarlo en una gráfica. , aumenta y que al multiplicar y se obtiene atm·L.
3.-MATERIALES NECESARIOS:
Jeringuilla (con sensor)
Sensor de presión
Tubos (con sensor)
Software DataStudio
Conector de ajuste rápido (con sensor)
4.-METODOLOGIA: 4.1.-ESQUEMA DEL EXPERIMENTO Ajuste el volumen de aire en la jeringuilla a 20 ml. (nota: para fijar la posición inicial del pistón, desconecte el conector del sensor, mueva el pistón a la primera posición (20 ml) y vuelva a conectar e l conector al sensor).
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4.2.-DATOS EXPERIMENTALES Datos del tubo que conecta la jeringuilla con en el sensor de presión, re gistremos los siguientes datos en la tabla 1.
Datos del tubo Longitud Diámetro volumen
Valor 9 cm 2 cm 20 ml
Calculamos la presión atmosférica con ayuda del sensor de presión (absoluta) y temperatura del medio, registremos en la tabla 2.
Presión atmosférica en la ciudad universitaria (UNA) (kPa) Temperatura del medio (°C)
Valor 65.2 kPa 20 .8 °C
A continuación mediante el esquema del experimento variemos el volumen mediante la jeringuilla, y tomemos los datos de la presión del gas (aire) y registremos los datos en la tabla 3.
N° 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Volumen 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2
ml
Presión 63.8 69.8 76.7 85.5 95.0 106.4 123.1 143.5 167.0 213.4
kPa
Volumen inversa 0.050 0.056 0.063 0.071 0.083 0.100 0.125 0.167 0.250 0.500
5.-CUESTIONARIO 1. Calcular la presión atmosférica mediante la altitud, y realizar una comparación con el valor obtenido, calcular el error porcentual. P = P◦
Y: altura P◦: presión
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: constante
Reemplazamos en la fórmula: P◦= 1.01 x Pa Y= 3.81 km = 0.116
P = 1.01 x Pa x ()() P = 64920.30 = 64.92030 kPa
Valor teórico
Valor experimental
Error
Error porcentual
64.9
65.2
0.3
4.6224 x
2. Calcular la presión atmosférica en la ciudad universitaria, en el mirador ‘’PUMA UTA’’, en la ciudad de Juliaca e Ilave. P.A en la universidad UNA-puno 1.01 x Pa x ()() = 64.92030 P.A. en el mirador 1.01 x Pa x ()() = 64.84293088 P.A. En Juliaca 1.01 x Pa x ()() = 67.29835425 P.A. En Ilave 1.01 x Pa x ()() = 62.8858599
3. Realice una grafica de presión y el volumen, y realice una interpretación física del comportamiento de la grafica.
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En la grafica se observa que en cuanto menos volumen en la jeringuilla mayor es la presión y esto hace que en la grafica se observe una curva que empieza de derecha a izquierda.
4. Graficar presión frente a volumen inversa (P vs 1/v) y calcular la pendiente de la grafica.
5. Realice una comparación del valor de la pendiente obtenida, con el valor de la constante C calculando mediante la ecuación (1). P₁V₁=P₂V₂=Cte. PENDIENTE OBTENIDA
Tomando el último dato 206.5 X 2
310
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426.8
6. Que ocurre con la presión en el interior de la jeringuilla cuando el volumen cambia su valor de 20 ml, 16 ml y 2 ml. Dentro de la jeringuilla la presión intenta escapar ya que en este queda poco espacio en cuanto más presión existe menor espacio en la jeringuilla.
7. Realice una interpretación física de la presión atmosférica y realice una grafica. La presión atmosférica varía según la altitud del lugar en otras palabras varía según la altura en la que se encuentra del mar.
8. Cuáles son las fuentes de error en este experimento. En cada una de ellas, intente determinar qué efectos tendría en los resultados del experimento. Las fuentes de error son:
Mal manejo del equipo
Mal conteo del tiempo
La temperatura
La presión atmosférica
Datos inexactos
9. Defina que es un gas ideal, y realice una grafica de la definición. Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El c oncepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística. En condiciones normales tales como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comportan en forma cualitativa como un gas ideal. Muchos gases tales como el aire, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, gases nobles, y algunos gases pesados tales como el dióxido de carbono pueden ser tratados como gases ideales de ntro de una tolerancia razonable.1 Generalmente, el apartamiento de las condiciones de gas ideal tiende a ser menor a mayores temperaturas y a menor densidad (o sea a menor presión),1 ya que el trabajo realizado por las fuerzas intermoleculares es menos importante comparado con energía cinética de las partículas, y el tamaño de las moléculas es menos importante comparado con el espacio vacío entre ellas.
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El modelo de gas ideal tiende a fallar a temperaturas menores o a presiones elevadas, cuando las fuerzas intermoleculares y el tamaño intermolecular es importante. También por lo ge neral, el modelo de gas ideal no es apropiado para la mayoría de los gases pe sados, tales como vapor de agua o muchos fluidos refrigerantes.1 A ciertas temperaturas bajas y a alta presión, los gases reales sufren una transición de fase, tales como a un líquido o a un sólido. El modelo de un gas ideal, sin embargo, no de scribe o permite las transiciones de fase. Estos fenómenos deben ser modelados por ecuaciones de estado más complejas
6.-CONCLUSIONES En esta practica se puede comprobar gracias a la ley de boyle que la masa de un gas permanece constante sin importar los cambios de presión y volumen 7.-BIBLIOGRAFIA: Serway física 2 Bachillerato Logse “Física 2” Editorial Anaya www.wikipedia.com Física 2 Hugo Medina yahoo.com preguntas
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