UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD INGENIERIA CIENCIAS FISICAS Y MATEMATICA INGENIERIA CIVIL FISICA II PROYECTO
LEY DE DALTON
INTEGRANTES: FIGUEROA SALAZAR EDISON STIVEN LEIME CRUZ CINTHYA ESTEFANÍA MINANGO RODRIGUEZ ERICKA PATRICIA ROCHA PAUCAR EVELYN CAROLINA SOTALIN REINOSO SASKIA GIANELLA
UITO-ECUADOR
Objetivo General
Investigar las aplicaciones que tiene la ley de Dalton.
Objetivo Especifico
Realizar un experimento acerca de esta ley.
Calcular el rendimiento de hidrogeno haciendo uso de la ecuación general de los gases.
Calcular el rendimiento de hidrogeno haciendo uso de la ecuación de la ley de Dalton.
INTRODUCCIÓN La presente investigación trata sobre la Ley de Dalton, la cual se define como ley de los gases que relaciona las presiones parciales de los gases de una mezcla. La ley de las presiones parciales establece que la presión de una mezcla de gases, que no reaccionan químicamente, es igual a la suma de las presiones parciales que ejercería cada una si ocupase todo el volumen de la mezcla. La presión parcial de un gas en una mezcla es la medida de la actividad termodinámica de las moléculas de dicho gas y, por lo tanto, es proporcional a la temperatura y concentración del mismo. En el siguiente trabajo presentamos un tema muy interesante que trata de las presiones parciales, el proyecto está basado en la experimentación aplicada en un globo para lo cual presentamos dos casos, para así lograr obtener un conocimiento sobre presión de un cuerpo.
MARCO TEORICO La ley de Dalton fue formulada en el año 1801 por el físico, químico y matemático británico John Dalton. Establece que la presión de una mezcla de gases, que no reaccionan químicamente, es igual a la suma de las presiones parciales que ejercería cada uno de ellos si sólo uno ocupase todo el volumen de la mezcla, sin variar la temperatura. La ley de Dalton es muy útil cuando deseamos determinar la relación que existe entre las presiones parciales y la presión total de una mezcla. (esquimica, 2014)
Esta ley establece como enunciado: "La presión total de una mezcla es igual a la suma de las presiones parciales que ejercen los gases de forma independiente"
Se puede hacer una definición de la teoría mediante la aplicación de matemáticas, la presión de una mezcla de gases puede expresarse como una suma de presiones mediante:
Donde P1, P2, Pn representan la presión parcial de cada componente en la mezcla. Se asume que los gases no tienen reacciones químicas entre ellos, el caso más ideal es con gases nobles.
Donde es la fracción molar del i-ésimo componente de la mezcla total de los n componentes. La relación matemática así obtenida es una forma de poder determinar analíticamente el volumen basado en la concentración de cualquier gas individualmente en la mezcla.
Donde la expresión:
es
la concentración del i-ésimo componente de la mezcla
expresado en unidades de ppm. Cuando Dalton formuló por primera vez su teoría atómica poco había elaborado la teoría acerca de la vaporización del agua y del comportamiento de las mezclas gaseosas. A partir de sus mediciones dedujo que dos gases son una mezcla y que actuaban de una manera mutuamente independiente. (SCRIB, 2015) Por ejemplo si se colocan tres gases distintos en un recipiente de determinado volumen (V), se puede considerar que cada uno de estos gases ocupara todo el volumen del recipiente, es decir, conformara el volumen del recipiente y tendrán la misma temperatura. Si estudiáramos cada uno de estos gases en formas separadas, la contribución a la presión de cada componente esta directamente relacionada con el número de moles del componente y de los choques que tienen las moléculas con las paredes del recipiente. Dado que cada componente tiene el mismo volumen y la misma temperatura, la diferencia de las presiones que ejercen los tres distintos gases se deberán a los distintos números de moles. Entonces la presión que ejerce un componente determinado de una mezcla de gases se llama presión parcial del componente. Las presiones parciales se calculan aplicando la
ley de los gases ideales a cada componente. Así la presión parcial (Pc) para un componente consiste en nc moles a la temperatura T en el volumen V, siendo R la constante universal de los gases ideales, está dada por la expresión:
Se puede calcular la presión parcial de cada componente, si se conoce el número de moles de cada uno de los gases que se encuentran en la mezcla encerrada en un volumen determinado y a una temperatura dada. Debido a que las partículas de cada gas componente se conducen de una forma diferente, la presión total que ejerza la mezcla será el resultado de todas las partículas.
Se establece que la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de los gases individuales. Así pues:
Siendo R la constante de los gases ideales, T la temperatura, V el volumen y
el número de moles del componente i de la mezcla. El número de moles de un componente de la mezcla
se define como el cociente entre la masa
componente y su masa molecular
.
,
de dicho
En general, para una mezcla, el número de moles
n total se puede obtener de la siguiente ecuación:
La presión total de una mezcla es igual a la suma de las presiones parciales que ejercen los gases de forma independiente.
Materiales:
Dos globos
Aceite
Una aguja
Procedimiento: 1. Inflamos los dos globos percatándonos de que estén bien amarrados cada uno de modo que el aire no se escape. 2. Tomamos la aguja y con el aceite tratamos de que esta esté completamente cubierta por este. 3. Una vez untada la aguja con el aceite, vamos a tomar un globo y con un movimiento giratorio insertamos la aguja cerca de nudo y sacamos la aguja por el otro lado del globo. 4. Ahora vamos a tomar el otro globo repitiendo el mismo procedimiento que en el anterior pero esta vez la aguja la insertamos por la parte lateral del globo.
Demostración: En el primer caso el globo no se revienta debido que la membrana elástica del globo no tiene una tensión uniforme cerca del nudo y en el externo opuesto la tensión es menor, por lo tanto al retirar la aguja el globo no explota sino que se va desinflando lentamente. En el segundo caso el globo si se revienta ya que en la parte lateral del globo existe mayor tensión, por ende la presión en esa parte será mayor y éste produce que el globo se reviente. La presión que soporta el globo es igual a la presión atmosférica más la presión de la membrana, es por esto que al insertar la aguja en la parte cercana al nudo este no explota debido a que la presión en esta parte es menor, y esta región es menos tensa por ende las cadenas polimétricas de gran longitud que rodean la aguja firmemente no permiten que explote y en el otro caso la presión en la parte lateral es mayor, ya que en esta región está aplicada una tensión muy intensa, lo cual produce una separación del polímero, es decir el globo se revienta. Así se demostró la ley de Dalton qué consiste en que la presión total de una mezcla es igual a la suma de presiones parciales que ejercen los gases de una forma independiente.
Conclusiones
Si varios gases se colocan en un mismo recipiente, acaban formando una mezcla homogénea. La presión que cada gas ejerce individualmente en una mezcla se denomina presión parcial.
La ley de Dalton de las presiones parciales establece que, en una mezcla de gases, cada gas ejerce la misma presión que ejercería si estuviera solo y ocupa el mismo volumen.
En esa mezcla, cada gas se distribuye uniformemente por todo el espacio disponible y las moléculas de este ejercen la misma presión sobre las paredes del recipiente que lo contiene que la que ejercerían si no hubiera ningún otro gas presente.
Tanto la mezcla de los gases como cada componente individual cumplen la ecuación de los gases ideales o perfectos.
Los volúmenes iguales de gases contienen el mismo número de moléculas en las mismas condiciones de presión y temperatura. Manteniendo constantes estas condiciones, las masas de idénticos volúmenes de gases deben ser proporcionales a las masas de las moléculas que los forman.
La presión total se calcula sumando las presiones parciales de todos los gases que la componen.
BIBLIOGRAFIA Castellan, Gilbert William. Fisicoquímica. 2a ed: México: Editorial Addison-Wesley Iberoamericana, 1987 esquimica. (14 de 06 de
2014). Obtenido de http://estquimica.blogspot.com/p/esta-ley-
establece-como-enunciado-la.html SCRIB. (2015). Obtenido de
https://es.scribd.com/doc/41299496/Ley-de-Dalton
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTADE DE INGENIERÍA EN CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS CARRERA: INGENIERÍA CIVIL SEMESTRE: 2 PARALELO: 2
PRÁCTICA DE FISICA GRUPO N°: 5
PROYECTO
TEMA: Ley de Dalton OBJETIVOS: Realizar un experimento acerca de esta ley.
Explicar la ley de las presiones parciales.
EQUIPO DE EXPERIMENTACIÓN: Materiales:
Dos globos
Aceite
Una aguja
PROCEDIMIENTO: 1. Inflamos los dos globos percatándonos de que estén bien amarrados cada uno de modo que el aire no se escape. 2. Tomamos la aguja y con el aceite tratamos de que esta esté completamente cubierta por este. 3. Una vez untada la aguja con el aceite, vamos a tomar un globo y con un movimiento giratorio insertamos la aguja cerca de nudo y sacamos la aguja por el otro lado del globo. 4. Ahora vamos a tomar el otro globo repitiendo el mismo procedimiento que en el anterior pero esta vez la aguja la insertamos por la parte lateral del globo.
