Facultad De Ingeniería
División De Ciencias Básicas
Coordinación de Física General y Química
Departamento de Termodinámica
Alumno: Mendoza Villa Omar Profesor: Martínez Bautista Abraham Laurencio M.I Cuestionario Previo “Ley
Fecha: 10/04/2012 Grupo: 10 Grupo Teoría: 3
de Boyle-Mariotte”
Ley de Boyle-Mariotte: 1. Explique en qué consiste el experimento experimento de Boyle-Mariotte.
Boyle llevó a cabo experimentos con el aire para encontrar la relación que existe entre el volumen y la presión. Tomó un tubo de vidrio en forma de “U” (con uno de sus
extremos sellado) y vertió mercurio hasta que los niveles en ambas ramas fuesen iguales. En esta forma se tiene el volumen del aire V a la presión atmosférica P en el extremo sellado, ya que las ramas del mercurio tienen el mismo nivel. En seguida vertió más mercurio hasta lograr un desnivel. Midiendo la columna de aire encerrado obtuvo el nuevo volumen V 1, y también midió la nueva presión P 1 de este volumen de gas. Después de varias lecturas con este dispositivo, Boyle encontró que al incrementar la presión sobre un gas confinado, éste reducía su volumen en la misma proporción. 2. ¿Qué representa el área baja la curva curva en un diagrama V-P para una sustancia simple compresible?
Comprensión del gas en newtons por centímetro cuadrado
( ).
3. ¿Cómo se calcula calcula el trabajo que recibe o entrega un gas?
∫ ∫ 4. ¿Qué es un proceso poli-trópico y qué es el índice índice poli-trópico?
Un proceso de expansión y compresión de gases donde la presión y el volumen se relacionen, como sucede a menudo, mediante una ecuación de la forma donde y son constantes, se denomina proceso poli-trópico.
Índice poli-trópico: Es un valor que me indica el estado termodinámico en el cual se encuentra el proceso en estudio. n=0 me indica un proceso isobárico n=1 proceso isotérmico y si n tiende al infinito se trata de un proceso isocorico. Se obtiene a partir del proceso poli-trópico.
5. Mencione algunas aplicaciones aplicaciones de la Ley de Boyle.
En resumen la ley de Boyle dice que para la misma masa de gas, el producto de presión por el volumen permanece constante. Esto quiere decir que si el volumen disminuye la presión aumenta, y al revés. Todos conocemos las bombonas de butano. Cada bombona contiene aproximadamente 12 kg de butano. Esa masa, a 1 atmósfera ocuparía un volumen de 448 litros. Imagina una "bombona" de ese tamaño ¿dónde la metes? Pues bien, si reduces el volumen a unos 25 litros que hay en una bombona, la presión deberá ser de unas 180 atmósferas. Por eso las bombonas se encuentran a muy alta presión. 6. ¿Por qué es vital para un buzo buzo conocer la Ley de Boyle?
Si el consumo de aire (volumen) es 1 en superficie, a 2 bares (10 metros), será el doble, y a 100 metros, sería 10 veces más. Ya que mientras la presión y el volumen de un gas son inversamente proporcionales, la presión y densidad de un gas son directamente proporcionales. Al reducirse el volumen del aire en la botella proporcionalmente ( a 1 atmósfera el volumen es 1, a 2 atmósferas , el volumen es la mitad, a 3 bares 1/3) para llenar nuestros pulmones, necesitamos más aire ( no por el aire en sí, sino por el volumen de nuestros pulmones que debemos llenar) al estar el aire de la botella a mayor presión, tiene más densidad y menos volumen, con lo que para llenar nuestros pulmones con 2 litros a 10 metros, necesitaremos 10 veces más de aire. 7. ¿Qué es un gas ideal y explique si éste tiene comportamiento como gas ideal?
Un gas ideal es un gas un gas teórico teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de d e los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística. En condiciones normales tales como como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comportan en forma cualitativa como un gas ideal.
Muchos gases tales como el aire, el aire, nitrógeno, nitrógeno, oxígeno, oxígeno, hidrógeno, hidrógeno, gases nobles, y algunos gases pesados tales como el dióxido de carbono pueden ser tratados como gases ideales dentro de una tolerancia razonable. Generalmente, el apartamiento de las condiciones de gas ideal tiende a ser menor a mayores temperaturas y a menor densidad densidad (o sea a menor presión), presión), ya que el trabajo el trabajo realizado por las fuerzas intermoleculares es menos importante comparado con energía cinética de las partículas, y el tamaño de las moléculas es menos importante comparado con el espacio vacío entre ellas. El modelo de gas ideal tiende a fallar a temperaturas menores o a presiones elevadas, cuando las fuerzas intermoleculares y el tamaño intermolecular es importante. También por lo general, el modelo de gas ideal no es apropiado para la mayoría de los gases pesados, tales como vapor de agua o muchos fluidos refrigerantes fluidos refrigerantes..1 A ciertas temperaturas bajas y a alta presión, los gases reales sufren una transición de fase, tales fase, tales como a un líquido un líquido o a un sólido. un sólido. El El modelo de un gas ideal, sin embargo, no describe o permite las transiciones de fase. Estos fenómenos deben ser modelados por ecuaciones de estado más complejas. 8. Anota la ecuación general del estado gaseoso en función función de la constante universal y en función de la constante particular. Escribe las unidades de cada elemento de la ecuación:
9. Investigue el valor de la constante “R” de los siguientes gases O 2, N2, Xe, Metano, Neón y del aire.
) ( Nitrógeno: .2968 ( ) Oxigeno: .06206 ( ) Xenón: .01513 ( ) Metano: .1238 ( ) Neón: .09840 ( ) Aire: .2870
10. ¿Cuál es el valor de la constante universal de los gases?
