UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE
FACULTAD DE TECNOLOGIA
INGENIERÍA CIVIL Y ELECTRONICA
CAMPUS TIQUIPAYA
FLUIDOS Y TERMODINÁMICA
Informe de la Práctica Laboratorio N°10
Ecuación de estado de gases ideales
GRUPO “A1”
Estudiante:
VELEZ ESCOBAR ALAN
MIRIAN PEREZ LOPEZ
Carrera: ICI
Docente: Ing. RUTH SORIA VARGAS
Cochabamba 27 de noviembre del 2022
Gestión II-2022
1.-OBJETIVO
Verificar los tres estados de gases ideales:
Ley de abóyale Charles y Gay Lussac a partir de la ley de los gases ideales y su ecuación
empírica. Además, de estudiar la relación entre la presión y el volumen.
2.-MARCO TEORICO
Una ecuación de estado es una ecuación donde se relacionan el conjunto de propiedades o
variables que definen al estado.
DEFINICIÓN DE UN GAS IDEAL:
Un gas ideal es el modelo de un gas teórico que cumple con la ley de estado de los gases
ideales.
Las propiedades generales que tiene un gas ideal son:
1.- No existen fuerzas eléctricas de interacción entre sus moléculas
2.- Los choques entre las moléculas son elásticos
3.- Una alta temperatura o una alta presión no alteran las propiedades anteriores
Gracias a este modelo del gas ideal y su ecuación se pueden hacer predicciones bastantes
aceptables de muchos fenómenos de la naturaleza con gases simples.
ECUACIÓN DE ESTADO DE LOS GASES IDEALES
La ecuación de estado de un gas ideal establece que: El producto de la presión por el
volumen es igual a el número de moles por la constante del gas ideal por la temperatura.
UNIDADES DE LA CONSTANTE DEL GAS IDEAL
En el sistema internacional utilizando Pascales como unidad de presión, metros cúbicos
como unidad de volumen y grados kelvin como unidad de temperatura, tenemos que el
valor de la constante de los gases ideales es:
R = 8.31444 J / (mol * K)
DENSIDAD DEL GAS IDEAL
Relacionando la fórmula de densidad (ρ = masa total / volumen) con nuestra ecuación de
estado del gas ideal tenemos una expresión para la densidad.
CAMBIOS ENTRE ESTADOS EN EL GAS IDEAL
Cuando modificamos variables de un sistema como la presión, el volumen y la temperatura,
pero dejamos fijo el número de moles, es decir, no agregamos ni quitamos masa a nuestro
sistema, y además, por supuesto, la constante del gas ideal es la misma entre los dos
estados, tenemos que la expresión del gas ideal es igual a:
O lo que es lo mismo, la relación de las variables de un estado termodinámico es igual a la
relación de las variables de otro estado termodinámico.
LEY DE BOYLE
Variable fija: Temperatura
“La ley de Boyle dice que, para una masa dada a temperatura constante, el volumen varía
de manera inversamente proporcional a la presión que recibe”.
Es decir, que, si disminuyes el volumen del recipiente, tienen que aumentar la presión, y si
aumentas el volumen, tienen que disminuir la presión.
Recuerda que todo esto es a temperatura constante.
LEY DE CHARLES
Variable fija: Presión
Para una masa dada a una presión constante, el volumen del gas varia de una manera
directamente proporcional a la temperatura.
LEY DE GAY-LUSSAC
Variable fija: Volumen
Para una masa dada a volumen constante, la presión el gas varía de una manera
directamente proporcional a la temperatura.
3.-MATERIALES
Equipo para la ley de gas
Termómetro
termómetro
Cuaderno de laboratorio
manguera
4.-PROCEDIMIENTO
• Llenar con agua a temperatura ambiente la camisa, del equipo de PVT.
• Determine la Temperatura del agua.
• Abra la llave de paso del equipo permitiendo que ingrese el aire y coloque el
émbolo en la posición superior.
• Abra la llave de paso al conducto que comunica con el manómetro y presione el
embolo hasta que el volumen alcance los 30 cc.
• Manteniendo la temperatura constante, medir los valores de la presión en el
manómetro para 10 posiciones del émbolo entre los 30 cm3 y los 10 cm3 de aire
en la jeringa reduciendo 2cc a la vez.
Medidas, cálculos y graficas
temperatura (C)
24.95
24.9
24.25
23.9
24
24.1
24.2
25.6
25.2
25.1
•
x
y
Volumen(ml) presion(kg/cm2)
50
0.01
45
0.02
40
0.1
35
0.2
30
0.3
25
0.42
20
0.54
15
0.6
10
0.76
5
0.9
Grafique presión en función del volumen ¿qué forma espera que tenga la gráfica?
x
y
Volumen(ml) presion(kg/cm2)
50
0
45
0.02
40
0.1
35
0.2
30
0.3
25
0.42
20
0.54
15
0.6
10
0.76
5
0.9
p vs v
1
0.8
presion
0.6
y = 0.0002x2 - 0.0306x + 1.0477
R² = 0.9951
0.4
0.2
0
0
-0.2
10
20
30
40
50
60
volumen
A medida que va disminuyendo el volumen aumenta la presión
Se espera que la curva que se construye punto a punto sea isoterma “hipérbola equilatera”
•
Grafique volumen en función de la presión ¿qué forma espera que tenga la gráfica?
x
y
presion(kg/cm2) Volumen(ml)
0
50
0.02
45
0.1
40
0.2
35
0.3
30
0.42
25
0.54
20
0.6
15
0.76
10
0.9
5
La presión aumenta entonces el volumen va bajando esa es la relación y la forma que tiene
es curva
•
Realice la gráfica de log P en función de log V
x
y
Volumen(ml) presion(kg/cm2) log V
50
0.01
45
0.02
40
0.1
35
0.2
30
0.3
25
0.42
20
0.54
15
0.6
10
0.76
5
0.9
log P
1.698
1.653
1.602
1.544
1.477
1.397
1.301
1.176
1
0.698
-2
-1.698
-1
-0.698
-0.522
-0.376
-0.267
-0.001
-0.119
-0.045
•
b
a
r2
Calcule los valores A y B, la ecuación empírica de las curvas y el coeficiente de
correlación empleando el método de mínimos cuadrados
47.548
-63.281
0.9933
•
Determine la constante universal de los gases R con su respectivo error
Conclusiones
Este laboratorio constituye un método fácil, económico y útil para
determinar el peso molecular y la densidad del gas estudiado. Por otro
lado, las fuentes de error no son demasiado apresiables siguiendo los
calculos indicados.
Cuestionario
1.- Desarrolle y explique la Ley de Boyle y Mariotte
R. La ley de Boyle es una ley que permite
estudiar el
comportamiento de los gases y es estudiada habitualmente
en física y química. Relaciona la presión del gas con el
volumen, mientras se mantienen
constantes otros parámetros como la temperatura y la cantidad
desustancia.
2.- Que forma tiene la gráfica que se obtiene
R.- Tiene la forma de una línea media curva que se desvía
un poco dela línea de resultado optimo.
3.- Identifique las posibles fuentes de error
R.- Una de los posibles errores podría hacer que talvez no allá
esta bien ensamblado el equipo y que allá fuga de aire o en el
manómetro no allá estadobien calibrado.
Las causas en los errores indeterminados son diversas; error del
operador o sesgo, condiciones experimentales fluctuantes,
variabilidad inherente en losinstrumentos de medición.
4.- Determine los errores en los parámetros A y B
b
a
r2
47.548
-63.281
0.9933
5.- Compare el valor R obtenido experimentalmente con los
valores de labibliografía
Su valor es el mismo para todos los gases: R=8,314 J/mol.K=0,08206
L.atm/mol.K (L = litros). Se define un gas ideal como aquél para el
que PV/nTes constante a todas las presiones. En este caso, la presión,
el volumen y la temperatura están relacionados por PV=nRT (Ley de
los gases ideales).
R= 8.314 biografico
r = -0.9933 experimental
Bibliografía
https://cursoparalaunam.com/ecuacion-de-estado-de-los-gases-ideales
https://es.khanacademy.org/science/ap-chemistry-beta/x2eef969c74e0d802:intermolecularforces-and-properties/x2eef969c74e0d802:ideal-gas-law/v/ideal-gas-equation-pv-nrt