DETERMINACION DE LA CONSTANTE ADIABATICA DEL AIRE 1. OBJE OBJETI TIV VOS 1.1 •
Determinar el valor de la constante adiabática. a diabática.
1.2 •
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Objetivo general
Objetivo e!e"i#"o
Encontrar el valor de la constante adiabática para el aire por el método de Clement y Desormes. Encontrar el porcentaje de error de la constante adiabática del aire a partir del valor experimental encontrado en laboratorio con el valor teórico.
2. $%NDAM $%NDAMENTO ENTO TEORICO TEORICO 2.1 •
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Site&a Iot'r&i"o
Se denomina también !ro"eo iot'r&i"o o !ro"eo ioter&o a la evoluc evolución ión reversi reversible ble de un sistema termodinámico que transcur transcurre re a temperatura constante. temperatura constante. La compresión o la expansión de un gas ideal en contacto permanente con un termostato es termostato es un ejemplo de proceso isotermo. La expansión isoterma de un gas ideal puede llevarse a cabo colocando el gas en contacto térmico con otro sistema de capacidad calor!ca muy grande y a la misma temperatura que el gas" este otro sistema se conoce conoce como foco caliente. De esta manera# el calor se trans!ere muy lentam lentament ente# e# permit permitien iendo do que el gas se expand expanda a reali reali$an $ando do trabajo trabajo.. Como la energa interna de un gas ideal sól sólo depende de la temperatura y ésta permanece constante en la expansión isoterma# el calor tomado del %oco es igual al trabajo reali$ado por el gas& ' ( ). ).
2.2 •
El calor a presión constante# '* intercambiado por un sistema es igual a la variación de su entalpa# )+. *+,-%+V/0-%+V/,0,)
2.3 •
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Site&a a6iab(ti"o
En termodinámica se designa como !ro"eo a6iab(ti"o a aquel en el cual el sistema generalmente# un /uido que reali$a un trabajo0 no intercambia calor con su entorno. -n proceso adiabático que es además reversible se conoce como proceso isentrópico. El extremo opuesto# en el que tiene lugar la máxima trans%erencia de calor# causando que la temperatura permane$ca constante# se denomina como proceso isotérmico
2.7 •
Site&a io"ori"o
El calor a volumen constante# ',4 intercambiado por un sistema es igual a la variación de su energa interna# )-. )%,*V
2.5 •
Site&a iob(ri"o
Ca!a"i6a6 "alor8#"a
Es ra$ón de la cantidad de energa calor!ca trans%erida a un cuerpo en un proceso cualquiera por su cambio de temperatura correspondiente. Es una propiedad extensiva# ya que su magnitud depende de la cantidad de material en el objeto# por ejemplo# la capacidad calor!ca
del agua de una piscina olmpica será mayor que la de de una cuc1aradita. 2l ser una propiedad extensiva# la capacidad calor!ca es caracterstica de un objeto en particular# y además depende de la temperatura y posiblemente de la presión. 2.9
Calor e!e"i#"o
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Es la energa necesaria para incrementar en una unidad de temperatura una cantidad de sustancia" usando el S3 es la energa necesaria para elevar en un 4 5 la temperatura de 4 5g. de masa. Se la representa por lo general con la letra c.
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El calor espec!co es pues una propiedad intensiva# por lo que es representativa de cada sustancia# mientras que la capacidad calor!ca# de la cual depende# es una propiedad extensiva y es representativa de cada cuerpo particular.
2.: •
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E;!eri&ento 6e Jo
*ara una presión constante !jada previamente0# un gas tendrá una temperatura de inversión de 6oule781ompson 5elvin0# sobre la cual al expandirse el gas causa un aumento de temperatura# y por debajo# la expansión del gas causa un en%riamiento. En la mayora de los gases# a presión atmos%érica esta temperatura es bastante alta# muc1o mayor que la temperatura ambiental# y por ello la mayora de los gases se en%ran al expandirse. El incremento de temperatura 980 con respecto al incremento de presión 9p0 en un proceso de 6oule781omson es el coe!ciente de 6oule781omson.
Esta expresión se puede encontrar también escrita de la siguiente %orma&
El valor de : JT depende del gas espec!co# tanto como la temperatura y la presión del gas antes de la expansión o compresión. *ara gases reales esto será igual a cero en un mismo punto llamado punto de inversión y la temperatura de inversión 6oule781omson es aquella donde el signo del coe!ciente cambia. 3. DESARROLLO E>+ERIMENTAL •
3.1 •
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M'to6o 6e Cle&ent ? Deor&e
3ntroducir aire a un botellón provisto d dos llaves# conectado a un manómetro de agua. Cerrar la llave cuando el aire introducido genere una presión mayor a la presión atmos%érica. Dejar que el aire inyectado alcance la temperatura ambiente lo cual se re/eja en la constancia de la lectura manométrica. 2notar la presión *4. 2brir la llave s;bitamente dejando que la presión descienda 1asta igualar la presión atmos%érica *<# e inmediatamente cerrarla. Durante la expansión virtualmente adiabática el aire se en%ra# por lo que se debe dejar que este alcance la temperatura inicial. 2notar la presión *=. >epetir la lectura ? veces.
5. MATERIALES @ REACTIVOS 5.1 • •
Materiale
@otellón con mangueras. Aanómetro
7. ES*%EMA DEL E*%I+O
9. CALC%LOS @ RES%LATADOS
:. CONCL%SIONES @ OBSERVACIONES :.1 Oberva"ione.0 Se logro observar como el aire introducido por la manguera generaba una presión y 1acia que el agua del manómetro se desplace y para que mantenga constante se cerro la manguera# además después se lo soltaba 1asta que se nivele y luego se lo cerraba nuevamente y se vio que 1aba un pequeBo despla$amiento debido a que en la manguera 1aba aire todava. :.2 Con"l<ione.0 Se llega a concluir que mediante los cálculos experimentales determinamos la constante adiabática del aire# as como su porcentaje de error por lo cual este no %ue muy grande# as dándonos a entender que no 1ubo muc1a %alla en el calculo pero aun as existe una pequeBa variación entre el valor teórico con el experimental. . BIBLIORA$IA • •
1ttp&es.iipedia.orgii*rocesoFisotGC=G2HrmicoI Jisicoqumica de Castellan
. C%ESTIONARIO 1. Me6iante el &'to6o 6e Cle&ent Deor&e e obt
la le"t
2. %na e&!rea 6e "o&er"ialiGa"in 6e =ielo e"o reH
3. 2 &ole 6e nitrgeno e en"
5. De6<"ir la e;!rein -+1+2/, -+1+3/ a !artir 6e la !ri&era le? 6e la ter&o6in(&i"a4 la rela"in H
7. 1 &ole 6e
