UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE MINAS
INFORME DE LA LEY DE BOYLE DOCENTE : Jorge Daniel Torres Alvares
ESTUDIANTES:
MONZON MAURICO PITER Ñontol Cortez willian Darwin Ocas Tello, Elmer. Ramos Bautista, Boris Yeltsin Sanches Balcazar Hilton Gyancarlos
Cajamarca Perú. 2016
LEY DE BOYLE
LA LEY DE BOYLE
I.
INTRODUCCION 2
FISICA II
LEY DE BOYLE
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FISICA II
LEY DE BOYLE
FISICA II
II). RESUMEN
Se analizó la presión a alturas diferente, se tomaba las altura haciendo referencia el mercurio correspondiente de un lado al igual que al otro lado, la cual nos sirvió para calcular la presión y volumen. Se realizó la gráfica Presión vs el inverso del volumen, de esta gráfica se halló la pendiente que representa a k (magnitud de la constante). Al medir variaciones de volumen frente a variaciones de presión con objeto de comprobar si el comportamiento del gas puede ser descrito mediante la Ley de Boyle.
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LEY DE BOYLE
FISICA II
III). OBJETIVOS
Demostrar la ley Boyle para calcular experimentalmente la presión a una temperatura constante Encontrar la ecuación empírica que relaciona a la presión y el volumen de un gas (aire) cuando la temperatura del sistema se mantiene constante. La presión manométrica (diferencia entre la presión existente P y la presión atmosférica ) será proporcional a la diferencia de alturas entre el nivel de mercurio en la rama abierta y en la rama cerrada del tubo.
IV). MARCO TEORICO
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LEY DE BOYLE
FISICA II
Un gas ideal es aquel cuyas interacciones entre sus moléculas son nulas. Sus moléculas son consideradas esferas rígidas perfectamente elásticas y el movimiento de ellas caótico y sin aceleración. Un gas de este tipo obedece a la Ley de Boyle. Los gases reales a bajas presiones y bajas temperaturas tienden a un comportamiento de un gas ideal. El aire seco en condiciones expuestas anteriormente puede aproximadamente ser considerado como un gas ideal. Boyle en 1662 observó que, cuando la temperatura de una cierta masa de un gas se mantenía constante. La ley de Boyle se expresa matemáticamente como: PV=cte ………. (1) Donde: P= es la presión absoluta. V= es el volumen que ocupa el gas. La grafica de la ecuación (1) se representa en la figura que se muestra a continuación, los diferentes valores de temperatura. Se observó que estas curvas, llamadas isotermas, son hipérbolas equiláteras.
Para dos isotermas se cumple que: P1 V 2 = … … … … .(2) P1 V 1 La ecuación (2) establece que ha temperatura constante, el volumen ocupado por una determinada masa de gas es inversamente proporcional a su presión.
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LEY DE BOYLE
FISICA II
V). MATERIALES Y EQUIPOS
Soporte universal Vernier Balanza Granataria Jeringa 8 pesas Fosforo
VI). PROCEDIMIENTOS
Se quema la parte baja de la jeringa.
Se levanta el embolo a la jeringuilla hasta los 2.7 ml, se coloca en el recipiente bien fijo y después se le van añadiendo pesas sobre el embolo,
este
se
va
introduciendo
y
va
marcando el volumen del gas.
Los alumnos van tomando nota de los pesos colocados sobre el embolo y este se van introduciendo indicando el volumen en cada instante y representándolo primero en una tabla y luego en una gráfica y comprobando que P*V = constante siempre. Los alumnos además tienen que realizar un cambio de unidades de gramos a Newtons y de mililitros a litros y calcular la superficie del embolo para calcular la presión.
VII). RESULTADOS 1. DATOS 7
LEY DE BOYLE
FISICA II
N°
Masa (g)
Masa (kg)
Queda( aire o h) ml
Varia ( aire) ml
1
147.04
0.14704
2.4
no varia
2
294.78
0.29478
2
0.4
3
442,04
0.44204
1.7
0.7
4
588.24
0.58824
1.4
1.0
5
735,94
0.73594
1.2
1.2
6
881.76
0.88176
1
1.4
7
1029.24
1.02924
0.9
1.5
8
1177.6
1.17760
0.7
1.7
Diámetro de la base de la jeringa= 8.53mm PRESIÓN P=(F/A) F= W=mg siendo g=9.81 (los pesos se suman) Área= A=59.857 mm N° 1 2 3 4 5 6 7 8
Masa (g) 147.04 294.68 442.04 588.24 735.94 881.76 1029.72
Masa(Kg) 0.14704 0.29468 0.44204 0.58824 0.73594 0.88176 0.10297
1177.6
2 0.11776
Hallando las presiones (kPa)
P 1=
∑ w1 = 147.04∗9.81 =24.098 kpa A
59.857∗10−6
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LEY DE BOYLE P2=
∑ w 1,2 = 294.68∗9.81 =48.295 kpa
P3=
∑ w 1,2,3 = 442.04∗9.81 =72.098 kpa
P4 =
∑ w1,2,3,4 =
P5=
∑ w 1,2,3,4,5 = 735.94∗9.81 =120.614 kpa
P6=
∑ w 1,2,3,4,5,6 = 881.76∗9.81 =144.512 kpa
P7=
∑ w 1,2,3,4,5,6,7 = 1029.72∗9.81 =168.64 kpa
P8=
∑ w 1,2,3,4,5,6,7,8 = 1177.6∗9.81 =192.97
A
−6
59.857∗10
A
59.857∗10−6
A
A
588.24 =96.446 kpa −6 59.857∗10
5.9.857∗10−5
A
−5
5.9857∗10
A
5.9857∗10−5
A
−5
5.9857∗10
unidades KPa PRESIÓN vs VOLUMEN N° 1
Presión( Kpa)
24.098 kpa
Volumen ml 2.4
2
48.295 kpa
2
3
72.098 kpa
1.7
4
96.446 kpa
1.4
5
120.614 kpa
1.2
6
144.512 kpa
1
7
168.64 kpa
0.9
8
192.97 kpa
0.8
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FISICA II
LEY DE BOYLE
FISICA II
Grafica: P vs V presion (Kp) Vs volumen(mL) 250.000
200.000
150.000
presion 100.000
50.000
0.000 0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
1.60
1.80
2.00
volumen
GRAFICA DE PRESIÓN VERSUS LA INVERSA DEL VOLUMEN inversa del volumen 0,4167 0,5000 0,5882 0,7143 0,8333 1,0000 1,1111 1,4286
presion (Kp) 24,098 48,295 72,446 96,407 120,614 144,510 168,640 192,970 10
2.20
2.40
2.
LEY DE BOYLE
FISICA II
Como se puede observar en la gráfica ( P vs 1/V) los datos pueden ajustarse a una recta cuya ecuación es:
P=mZ +b ………….. (1) m= pendiente ; b=es la ordenadaal origen( punto de cruce del eje vertical y la recta) Al realizar el ajuste por mínimos cuadrados se tiene que la
pendiente es
m=1.041∗10 4 y b es próxima a cero. Sustituyendo en la expresión anterior tenemos que la relación (1) entre la presión y el volumen es:
P=
m∗1 v
P=
1323.6∗1 +b 1.4125
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LEY DE BOYLE Si PV =k =m
LN(PRESIÓN) vs LN(VOLUMEN) Ln(P) 3.18212885 3.877328 4.28282841 4.568578 4.792595 4.973362 5.127766 5.262534
Ln(V) 0,875468737 0,693147181 0,530628251 0,336472237 0,182321557 0 -0,105360516 -0,356674944
GRAFICA:
La ecuación sería
PV =k
P=
k V
V ln ( P )=ln ( k )−(m) ln ¿
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FISICA II
LEY DE BOYLE
FISICA II
VIII). CONCLUSIONES Y SUGERENCIAS
Se determinó la ley de Boyle, en todas las situaciones el producto de presión y
volumen será constante: P x V = cte El volumen de la cámara de aire, siempre será proporcional a la longitud h del
tramo de tubo que ocupa el gas encerrado. La presión manométrica (diferencia entre la presión existente P y la presión atmosférica) será proporcional a la diferencia de alturas entre el nivel de mercurio en la rama abierta y en la rama cerrada del tubo.
IX). BIBLIOGRAFIA http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/02practicas/practica13.htm https://es.scribd.com/doc/313907464/Ley-de-Conservacion-de-La-Materia TERMODINAMICA http://www.izt.uam.mx/newpage/contactos/anterior/n79ne/boyle-v2.pdf https://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Boyle-Mariotte
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