UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO” FIMGM
I.
TITULO: TERMODINAMICA DE GASES
II.
OBJETIVOS:
determinar las funciones termodinámicas, para un proceso isocórico de un gas ideal (aire). Específicamente:
calcular la presión manométrica en mmHg para cada medición. calcular la presión absoluta en mmHg para cada medición. calcular la presión del gas seco en mmHg para cada medición. calcular las principales funciones termodinámicas tales como q, E , w. establecer la gráfica P vs T e interpretar.
[FISICOQUÍMICA] FISICOQUÍMICA]
∆ ∆ y
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III.
FUNDAMENTO TEORICO:
La ley de Gay Lussac Joseph Gay – Lussac, científico francés, realizó trabajos similares que Charles (proceso isobárico). A diferencia de Charles, Gay-Lussac mostraba gran interés por la química, así logro aislar al elemento boro, preparó FH (fluoruro de hidrógeno) y la identificación del ácido cianhídrico (HCN), un gas muy venenoso y tóxico. También descubrió la ley estequiometria de gases en una relación volumétrica sencilla y constante. Si el volumen de un gas permanece constante (proceso isocora) para una cierta masa de un gas, supresión absoluta varía directamente proporcional a la temperatura
Explicación según la teoría cinética molecular : al aumentar la temperatura, aumenta la velocidad de las moléculas, como el volumen no varía entonces la frecuencia de choques por unidad de área aumenta, por lo que la presión aumenta. Por lo tanto, la presión aumenta directamente proporcional a la temperatura. Enunciado:
a
V = cte.
⟹ P → ⟹ =
Luego:
[FISICOQUÍMICA]
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UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO” FIMGM Matemáticamente podemos plantearlo de la siguiente m anera:
( )T = K
......
(1)
ley de Gay Lussac
Donde K: constantes de proporcionalidad
Para un proceso inicial y final.
= 2 ⟹ = 2 2 2
......
(2)
También se establece la gráfica P vs T: Gráficamente la ley de Gay – Lussac queda representada así:
Interpretación de la gráfica: Si
> → >
Si
< → <
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IV.
MATERIALES Y REACTIVOS
Materiales
Una bureta 50 ml un soporte universal una pera de decantación un tubo capilar de vidrio en forma de U un tubo de goma una pinza mor un vaso de 100ml un metro un termómetro un matraz Erlenmeyer una cocina eléctrica o mechero bunsen un trípode una malla metálica un tapón de goma mano horado
Reactivos
[FISICOQUÍMICA]
Aire Agua destilada
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V.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Armar el siguiente equipo
Funcionamiento: 1. Nivelar
= + 2 +
2. Calentar el gas “B” 3. Anotar los datos en la tabla siguiente:
T° GAS “B”
30
40
50
60
Volumen Gas A(ml)
V1 +Vm
V2 +Vm
V3 +Vm
V4 +Vm
Vm: Volumen Muerto Vi: Volumen Inicial CP = 0.24 Kcal/kg°K CV = 0.17 Kcal/kg°K W a Vcte = 0
2 = −
∆=− ∆=
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Llenamos agua destilada a la pera de decantación hasta que alcance su nivel con la bureta de 50 ml
PROCESO DE LLENADO
Seguidamente calentamos en baño María hasta una temperatura de 60°C. anotando el volumen en la tabla de datos el volumen que recorre el gas A.
PROCESO DE CALENTADO DEL GAS B
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Usando la probeta se calculó el volumen del tubo capilar. Primeramente, llenando agua en el tubo capilar luego precediendo el llenado a la probeta.
Usando la probeta se calculó el volumen muerto del gas A. para ello se llenó de agua al nivel del ras de el volumen muerto de la bureta y luego verterla a la probeta para proceder su lectura de su volumen.
[FISICOQUÍMICA]
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Usando el vaso de precipitados se calculó el volumen muerto de la pera. Primero se hizo el llenado de agua al nivel ras de la pera y luego verterla en el vaso de precipitados para proceder su lectura.
Por último, se calculó el volumen del gas B (matraz). Llenando de agua al nivel ras del matraz y luego llenarla el contenido en un vaso de precipitados de un litro.
Anotación de datos
Vm: 9ml 0
30
40
50
60
0
48.5
48.3
48.2
48.1
T °C (gas B) V total del gas A
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VI.
CALCULOS Y RESULTADOS
Volumen muerto = 9ml Volumen del gas B (tubo capilar) = 9ml Volumen del gas B (en la pera) = 200ml Volumen del gas B (en el matraz) = 1150ml Tabla de datos DATOS: Temperatura 30°
40°
50°
60°
V2 +Vm 48,5 + 9
V3 + Vm 48,2 + 9
V4 +Vm 48,1 + 9
del gas “B”
°C Volumen del gas “B”
V1 +Vm 48,6 + 9
ml
= 20°c = 15.5 mmHg Vtubo capilar =9ml
Vm =9ml Vde la pera = 200ml Vdel gas en la ampolla de nivel =9ml
FÓRMULAS PARA EL CÁLCULO:
Patm = Pgas +
+ Pcolumna…………. (1)
PV= RTn……………………………………………… (2) Pabs = Patm + Pman…………………………. (3)
∆=− ∫2 …………………………. (4) ∆ = − W……………………………………. (5) ( ) = .
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∆ = ∆………….. (6) ∆=∆ ……………. (7) [Página 9]
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DATOS DE LA TABLA Calculando la presión manométrica para cada medición.
Pman (30° C) =31,82 mmHg Pman (40° C) = 55,32 mmHg Pman (50° C) = 92,51 mmHg Pman (60° C) = 149,38 mmHg
REEMPLAZANDO EN LA FORMULA (3) Calculando la presión manométrica para cada medición.
Pabs = Patm + Pman Pabs = 760 mmHg + 31,82 mmHg = 791,82 mmHg Pabs = 760 mmHg + 55,32 mmHg = 815,32 mmHg Pabs = 760 mmHg + 92,51 mmHg = 852,51 mmHg Pabs = 760 mmHg + 149,38 mmHg = 909,38 mmHg HALLANDO LA Pcolumna
Pcolumna =
6 48,6
Pcolumna = 35,756 mmHg Pcolumna =
6 48,5
Pcolumna = 35,535 mmHg Pcolumna =
6 48,2
Pcolumna = 35,462 mmHg Pcolumna =
6 48,
Pcolumna = 35,388 mmHg [FISICOQUÍMICA]
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UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO” FIMGM REEMPLAZANDO EN LA FORMULA (1)
Pgas seco = Patm +
+ Pcolumna
Pgas seco = 760 mmHg + 31,82 mmHg + 35,756 mmHg Pgas seco = 827,576 mmHg Pgas seco = 760 mmHg + 55,32 mmHg + 35,535 mmHg Pgas seco = 850,855 mmHg Pgas seco = 760 mmHg + 92,51 mmHg + 35,402 mmHg Pgas seco = 887,972 mmHg Pgas seco = 760 mmHg + 149,38 mmHg + 35,388 mmHg Pgas seco = 944,768 mmHg
REEMPLAZANDO EN LA FORMULA (6)
∆ = ∆. ∆=0,17 ° ( 333°− 303°) ∆E = 5,1 Kcal/Kg REEMPLAZANDO EN LA FORMULA (7)
∆=∆. ∆ H =0,24° ( 333° − 303°) ∆H = 7,2 Kcal/ Kg
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VII.
CONCLUSIONES
En conclusión, en esta práctica se ha tenido que calcular las variables termodinámicas a través de cálculos obtenidos en el experimento.
VIII.
SUGERENCIAS
Tener sumo cuidado al momento de usar los materiales. Medir con exactitud el termómetro para no tener errores al momento de
calcularlas. Posicionar preciso la pera de decantación en el metro para evitar que el volumen sea medido con exactitud. Al momento de medir el volumen muerto llenar el agua ala bureta al
nivel del ras. Medir bien el volumen muerto en la probeta.
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IX.
BIBLIOGRAFIA
PONS MUZZO FISICOQUIMICA, Lima Perú. CHANG R. QUIMICA, México. Manual de Laboratorio Química General UNASAM 2013.
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