PRACTICA 3 LEY DE CHARLES
Fundamentación teórica: En el año 1987, Jacques Charles observó la relación entre el volumen de un gas y su temperatura, en condiciones de presión constante. Encontró que cuando una muestra de gas se calienta, su volumen aumenta. En términos de la teoría cinética esto significa que al aumentar la temperatura, la velocidad de las moléculas aumenta y el volumen ocupado por el gas es mayor. La Ley de Charles se cumple si la temperatura se expresa en una escala absoluta. En resumen, la Ley de Charles enuncia la relación de proporcionalidad directa entre el volumen de una muestra de gas y su temperatura absoluta, si la presión permanece constante. MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS
Soporte universal
Aro
Malla de asbesto
Vaso de precipitados de 250mL
Vaso de precipitados de 500mL
Termómetro de laboratorio.
Mechero
2 Pinzas
2 Nueces
Tubo con desprendimiento lateral
Tapón de caucho para tubo de ensayo
Manguera de caucho
Probeta de 100mL
Pipeta de 5Ml
PROCEDIMIENTO. 1. Realice el siguiente montaje de la figura 2. 2. Llene en ¾ partes con agua el vaso de precipitados de 250 y a la mitad el de 500mL 3. Tape herméticamente el tubo de ensayo, verifique que no queden escapes en la Manguera de lo contrario el experimento no tendrá resultados positivos 4. Llene una probeta de 100mL con agua casi hasta su totalidad, inviértala sobre el vaso de precipitados de 500mL, registre la cantidad de aire atrapado 5. Inicie el calentamiento, controle las variables: temperatura y volumen de aire en la probeta. 6. Complete la tabla 5, con los datos que recoja. 7. Finalice la experiencia cuando llegue a temperatura constante (punto de ebullición del agua).
Se realiza el montaje que se describe en la figura. Una vez efectuado el montaje, se procede a realizar tomas de incremento en el volumen del aire que está dentro de la probeta a causa del calentamiento del aire que está dentro del tubo de vidrio, lo que se busca comprobar es que a mayor temperatura, mayor será el volumen en este caso del aire. Se presenta una tabla de valores tomados hasta que el agua que se encuentra dentro del biker se encuentre en estado de ebullición, se toman
lecturas cada 10ºgrados centígrados, como precaución el termómetro siempre estuvo en contacto con el agua, y no con el recipiente contenedor. TEMPERATURA
VOLUMEN DE AIRE EN LA
LECTURA GRADOS CENTÍGRADOS K
PROBETA
0
19
292 30
1
20
293 31
2
30
303 33
3
40
313 35
4
50
323 37
5
60
333 39
6
70
343 40
7
80
353 41
8
90
363 43
9
91
364 43
TEMPERATURA VS CENTÍMETROS CÚBICOS 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0
Series6 Series5 Series4 Series3 Series2 Series1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Donde los valores de x es la temperatura, y los valores del eje y representa la ganancia en centímetros cúbicos. Por extrapolación el volumen del gas a una temperatura de cero absoluto es de: -15,650 cm3, este es el valor que por extrapolación nos arroja la tabla en Excel, ahora bien, cabe aclarar que al 0 absoluto se supone que el gas se encuentra en un estado de superconductor y tendría propiedades solidas, liquidas y gaseosas al mismo tiempo.
Por lo anterior relacionado en la grafica podemos evidenciar en la práctica los conceptos adquiridos durante la práctica, demostrando que al incremento escalonado de la temperatura, el gas va a aumentar su volumen. Preguntas: 1. ¿Por qué no se cumple la ley de Charles si la temperatura se expresa en (oC)? RTA/ esto debido a que hay temperaturas negativas en grados centígrados que son frecuentes, para este tipo de cálculos no se pueden utilizar escalas negativas. Aun no se ha alcanzado el valor del 0 absoluto. 2. ¿Existe el estado gaseoso en cero absoluto? Explique su respuesta RTA/ no, debido a que en el estado del cero absoluto las moléculas quedan en estado inmóvil, y un gas está compuesto por moléculas en movimiento, por esta razón no se podría presentar este estado. 3. ¿Cuál es la temperatura de ebullición del agua en su laboratorio (a nivel del mar es 100oC)? Si le da diferente a 100oC, a qué se debe? RTA/ La temperatura de ebullición del agua en el laboratorio fue de 91°C, la ebullición del agua se cuando se cumple 100 °C (373,15 K)a presión de 1atmósfera,como la presión varía dependiendo la altura (entre mayor altura menor presión).
