INFORME N° 3 LEY DE CHARLES I.
INTRODUCCIÓN
En la Antigüedad, los flósoos griegos, Demócrito y Epicuro, consideraban que la materia es divisible y que además consta de partículas indivisibles. El ísico ingls !. Dalton "#$%%&#'(() establece la *eoría *eoría atómica de la materia en la que se cons consid ider era a que que todo todo tipo tipo de mate materi ria, a, sea sea sóli sólido do,, líqu líquid ido o o gas, gas, está está constituida por partículas, que en principio se llamaron átomos "de la palabra griega átomo, átomo, indivisible). "Amaya, +-) En el caso de un gas, estas partícula se mueven a grandes velocidades y las ueras ueras atractivas atractivas entre ellas podemos considerarlas considerarlas como ine/istente ine/istentes. s. 0e mueven al aar ocupando todo el volumen del recipiente recipiente que los contiene. contiene. Así pues para el estudio de los gases ideales, es necesario conocer modelos que e/pliquen su comportamiento. "Amaya, +-) En #'1 #'1 el ísico rancs rancs 2ay 3ussac 3ussac "#$$'& "#$$'&#'4 #'4) ) publica publica un estudio estudio que relaciona relaciona el volumen volumen y y la la temperatura temperatura de de una cierta cantidad de gas ideal, mantenida a una presión constante, mediante u na constante de propor proporcio cional nalida idad d direct directa. a. 0in embarg embargo, o, tal publica publicació ción n 5acía 5acía reer reerenc encia ia al traba6o no publicado de !acques 75arles "#$(%&#'+1), 5acia alrededor de #$'$ #$'$.. "Dic8erson, ) 9o obstante, la relación 5abía sido anticipada anteriormente en los traba6os de 2uillaume Amontons "#%%1&#$$4), Amontons "#%%1&#$$4), en #$+ #$+.. Este :ltimo, durante sus estudios sobr sobre e el comp compor orta tami mient ento o del del aire aire esta establ blec eció ió que a volum volumen en const constan ante te la presión varía en orma inversa a la temperatura. Desarrolló una máquina de combustión e/terna y ue uno de los primeros en estudiar el roce en las máquinas "leyes de Amontons&7oulomb). ";isnia8, +4) *odos *odos estos aportes 5acia la e/plicación del comportamiento de los gases 5icieron que posible que en la actualidad tengan determinados aplicaciones.
o? en espa@ol) Además, como uturo ingeniero pesquero, la correcta comprensión de estas leyes me ayudará, por e6emplo, para poder calcular el adecuado suministro de o/ígeno "volumen), desde un comprensor, a una proundidad y temperatura dada, que necesita un buo para recolectar conc5as de abanico o para la e/tracción de otras especies bentónicas. Asimismo, Asimismo, tener en cuenta cuenta los respectivos respectivos márgenes márgenes de error en los cálculos, cálculos, permite tener una perspectiva un tanto más cercana a la realidad. Esto dado que las leyes de 2ay 3ussac, 3ussac, 75arles en realidad realidad no son leyes en el sentido de
valide y precisión de amplio rango.
Berifcar la ley de 75arles. Estimar los dierentes tipos de error. Estimar estadísticos descriptivos básicos.
II.
MATERIALES Y MÉTODOS
Cateriales # 3aptop
*0>FA
1. 2rafcar la relación <&*. (. Estimar el valor de H a partir del gráfco. 4. Discutir los resultados.
III.
REVISIÓN DE LITERATURA
3a 3ey de 75arles. 0e trata de otra de las leyes de los gases ideales, que 6untamente con la ley de Foyle&Cariotte y 2ay&3ussac y la 5ipótesis de Avogadro podemos llegar a la amosa ecuación de estado de los gases ideales. "
Figura Figura ).
1. Grá!"# Grá!" V&T '*(
Juente Dic8erson. +1.
%$V&T
'°C
(
Esta gráfca # se puede dibu6ar para cualquier gas y la línea recta siempre intersectará con &+$1. #4 K7 a volumen cero. En ese sentido ;ilson y FuIa "+4) indican que si un gas pudiese enriarse a &+$1, #4 K7, tendría volumen cero, y a temperaturas más ba6as su volumen sería negativo, lo cual es absurdo. Así pues, muc5os e/perimentos recientes se@alan a &+$1.#4 K7 como cero absoluto en la escala absoluta H. El cero absoluto orma la base de una escala de temperatura conocida como escala absoluta o escala 8elvin y se utilia en el traba6o científco. 3os intervalos son los mismos que para la escala 7elsius, pero el cero en esta escala " H) se elige como el cero absoluto. Así pues, el punto de congelación del agua "K7) es +$1.#4 H y su punto de ebullición es 1$1.#4 H. De a5í se obtiene la siguiente relación * "H) L * "K7) M +$1.#4 En relación con la fgura +, donde la gráfca del volumen de un gas rente a la temperatura absoluta es una línea recta que pasa por el por el origen. En ese sentido, el volumen de una cantidad dada de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta cuando la presión se mantiene constante. B
≅
*
"A presión constante)
IV.
RESULTADOS
7uadro#. 7álculo de los valores de H. *emperatura *emperatura Absoluta "H) "K7) K +-.4#.# $1.$ -.(
+$1.#4 11.4 1+(.+4 1(%.'4 1%1.44
P
HL
1.$41 / # &1 1.$' / # &1 1.'# / # &1 1.$4% / # &1 1.$4% / # &1
#.+4( #.#(4( #.+14( #.14#.1%4(
7uadro +. 7álculo de los estadísticos descriptivos básicos para la constante H. Desviación ´ promedio d ´ P Desviaciones K HL T "di)
| Ki
√ (−) n n
1.$41 1.$' 1.'# 1.$4% 1.$4%
/ / / / /
# &1 # &1 # &1 # &1 # &1
1.$$1 / #&1
.+ .$ .1$ ..#$
Gesultado
∑ di
|
´ − K
/ / / / /
# &1 # &1 # &1 # &1 # &1
T
´ K
O
´ d
1
+.#+# / # &1
1.$$1 / # &1 O .+#+#
7uadro 1. 7álculo de los dierentes tipos de error para la constante 8. HL
EGGG AF03P*
.1$41 .1$' .1'# .1$4% .1$4%
.+ .$ .1$ ..#$
P T
EGGG CED AF03P*
EGGG GE3A*B
EGGG GE3A*B CED
EGGG <G7E9*PA 3 CED
.#'
.41+-# .#'4#.-$##1 .+1-%+ .(4+%#
.($$$(
.($$$( Q
< vs * #.% #.( #.+ #
"/) L / M .# GR L #
+'
1
1+
1(
1%
1'
*emperatura Absoluta "H)
Jigura 1. 3inealiación para obtener la pendiente de la relación presión& temperatura.
< vs * #.% #.( #.+ #
"/) L / GR L #
+'
1
1+
1(
1%
1'
*emperatura Absoluta "H)
Jigura (. 3inealiación para obtener la pendiente prima de la relación presión&temperatura
V.
DISCUSIONES
En principio, por medio de cálculos matemáticos se pudo obtener el valor de la constante con su respectiva desviación, la cual es .1$$1 O .+#+#. En segundo lugar, se obtuvo el valor de la constante con su incertidumbre, la cual es .1$$1 O .($$. Estos valores coinciden con la constante obtenida de la gráfca <&*, la cual es .1'. A partir de ello, se puede inerir que esta constante relaciona la presión y la temperatura casi directamenteS puesto que, el coefciente de correlación es .--%-. Ello indica una relación lineal casi perecta. Asimismo, de la fgura (, se obtiene una constante prima que es .1'. 7laramente se observa que es el mismo valor de la pendiente de la unción de la fgura 1. Ello respalda la relación de proporcionalidad directa mencionada en líneas anteriores. Ante ello, ;ilson y FuIa "+4) manifestan que la gráfca e/plica el comportamiento de muc5os gases reales a presiones y densidades ba6as. Además, al reemplaar la unción de la gráfca de la pendiente prima por el H, se obtiene una presión HgJNcm +. Entonces, Dic8erson "+1) se@ala que al proyectar la gráfca se puede apreciar que esta intersecta con el origen, la cual es el cero absoluto o +$1.#4 K7. 0e cree que el H es el límite inerior de temperatura, pero nunca se 5a alcanado. Es más,
VI.
CONCLUSIONES
3a ley de 75arles se verifca con el valor de la constante H L .1' 3os tipos de error son relativo medio y absoluto medio cuyos valores son .1$$1 O .#' y .1$$1 O .($$, respectivamente. 3os estadísticos descriptivos son el promedio y la desviación estándar cuyos valores son .1$$1 y .+#+#, respectivamente.
VII.
REFERENCIAS +I+LIOGR,FICAS
Amaya, E, 7. +-. E/perimento de la ley de 75arles "en línea). Fucaramanga, 7. 7onsultado 1# may. +#4. Disponible en 5ttpNNaprendamossobregases.blogspot.comN+-N##Ne/perimento&de&la& ley&de&c5arles.5tml
Dic8erson, G. +1.
E>o? en espa@ol. 0.. Aplicación para la ley de los gases ideales "en línea). 7onsultado ( 6un +#4. Disponible en 5ttpNN???.e5o?enespanol.comNaplicaciones&vida&real&leyes&gases& sobreU'#411N
;isnia8, !. +4. 2uillaume Amontons. 7E97. 7iencias Tuímica. 1%"1) #'$&#-4.
;ilson, ! y FuIa, A. +1. Jísica. 4 ed. Estado de C/ico, CV.
