La práctica experimental evaluó cómo varía el volumen de un gas en función de la presión y la temperatura. Se midió el volumen inicial de aire atrapado y luego se agregó mercurio de forma gradual, midiendo los cambios de volumen. También se calentó el sistema y se midió el volumen a diferentes temperaturas. Los resultados confirmaron las leyes de Boyle y Charles, mostrando una relación inversa entre volumen y presión, y una relación directa entre volumen y temperatura.

1. INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL
UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA
CAMPUS ZACATECAS IPN
TERMODINÁMICA METALÚRGICA
EQUIPO 1
1EM1
“PRACTICA 1”
“VARIACIÓN DEL VOLUMEN DE UN GAS CON RESPECTO A LA
PRESIÓN Y A LA TEMPERATURA”

2. 1. CASTAÑEDA ENRIQUEZ CÉSAR FABRIZIO
2. CHÁVEZ ACUÑA EMILIANO GUADALUPE
3. CAMPOS MARÍN XIMENA
4. GAYTÁN TORRES JUAN ANTONIO
INTEGRANTES

3. INTRODUCCIÓN

4. • En la práctica se comprobó la relación existente entre
presión, volumen y temperatura con ayuda de un
manómetro de mercurio
• la práctica está dividida en 2 partes experimentales:
• Los gases son muy compresibles, esto es, cuando se
aplica presión a un gas o se le disminuye la
temperatura, éste disminuye su volumen fácilmente.

5. MARCO TEÓRICO

6. LEY DE BOYLE
• Afirma que La presión y
el volumen son
inversamente
proporcionales entre sí
a temperatura
constante
LEY DE CHARLES
• Describe que al
aumentar a
temperatura de un
gas el volumen
también aumenta de
forma proporcional a
presión constante

7. METODOLOGÍA

8. Variación del volumen de una gas ideal respecto a
la presión
● Medimos el diámetro de una manguera en forma de “U” y
registramos en el cuadro 3.
● Sellamos uno de los lados de los lados de la manguera y
verificamos que quedara bien sellado.
● colocamos 8 ml de mercurio en la base de la manguera en “U”.

9. ● Nivelamos la alturas y después medimos la
distancia del gas atrapado.
● Calculamos el volumen inicial del gas atrapado.
● Agregamos 1 ml de mercurio y medimos la
variación de la altura de las 2 columnas.
● repetimos estos pasos 6 veces y registramos los
datos en el cuadro 4.

11. Variación del volumen de una gas ideal con
respecto a la temperatura
● Sellamos uno de los lados de los lados de la manguera y
verificamos que quedara bien sellado.
● Colocamos 8 ml de mercurio a la manguera e igualamos
las alturas y medir las dos columnas.
● Hicimos el montaje que se muestra a continuación.

12. ● Hicimos 5 mediciones de
la variación de alturas de
mercurio cuando la
temperatura empezó a
variar.
● registramos los datos en el
cuadro 5.

14. RESULTADOS

15. Variación del volumen de un gas ideal
con respecto a la presión
Diámetro interno del tubo U (cm) 0.4 cm
Longitud del aire atrapado en un lado del tubo en
forma de U (cm)
71.3 cm
Volumen (cm3
) 8.959
Temperatura ambiente (°C) 25 °C

16. Medición Volumen agregado en
mercurio (Ml)
Diferencia de alturas entre
las dos columnas de
mercurio (cm)
1 1 65 cm
2 1 60 cm
3 1 59 cm
4 1 52.5 cm
5 1 49 cm
6 1 45 cm

17. Variación del volumen de un gas ideal
con respecto a la temperatura
Diámetro interno del tubo U (cm) 0.4 cm
Longitud del aire atrapado en un lado del tubo en forma de U
(cm)
26. 15 cm
Volumen (cm3
) 7.959
Temperatura ambiente (°C) 25 °C

18. Temperatura (°C) Longitud de desplazamiento de
mercurio en tubo en U (cm)
T1=25 Sin cambio
T2=50 Sin cambio
T3=80 Sin cambio
T4=90 0.12
T5=95 0.6
T6=100 4.5

19. ANÁLISIS DE RESULTADOS

20. VARIACIÓN DEL VOLUMEN DE UN GAS
IDEAL CON RESPECTO A LA PRESIÓN

21. 1.- Obtenga el volumen inicial de aire atrapado
en el tubo en forma de U.
El volumen inicial de aire atrapado en el tubo
es de 8.95cm^3 o 8.95x10^-3 L
2. Obtenga los moles de aire que se tienen en
ese volumen.
3.80x10^-3 moles
3.- Obtenga la masa de aire y reporte sus
resultados en el cuadro 7.

22. Tabla 7. Volumen inicial, moles y masa de aire.
Diámetro de tubo (cm) 0.4 cm
Longitud de columna ocupada por gas
(cm)
71.3cm
Presión barométrica de Zacatecas (atm) 1.009622 atm
Volumen inicial de gas (cm3) 8.95cm^3
Volumen inicial de gas (L) 8.95x10^-3 L
Temperatura ambiente (K) 289.15K
Moles de aire 3.80x10^-3 moles
Peso molecular promedio del aire 28.97g/mol
Masa de aire (g) 1.10x10^-2g

23. 4.- Obtenga la presión manométrica (convierta la diferencia
de las alturas de centímetros de mercurio a milímetros de
mercurio y posteriormente conviértelas a atmósferas) que se
ejerció con cada adición de mercurio, utilizando la diferencia
de alturas entre las dos columnas del manómetro en forma
de U.
5. Considerando el volumen inicial ocupado por el gas y la
presión manométrica obtenga a través de la ecuación de
Boyle el volumen del gas considerado como ideal para cada
cambio de presión.

24. Tabla 8. Presión manométrica y volumen del gas ideal.
Medición Diferencia
de alturas
(cm)
Presión
(mmHg)
Presión
(atm)
Volumen
(cm3 )
1 0.79cm P1 7.9mm P1 0.0104 ATM V1 86.88cm^3
2 0.1cm P2 1mm P2 0.001316 ATM V2 6866.488cm^3
3 Sin
cambios
P3 Sin
cambios
P3 Sin cambios V3 Sin cambios
4 Sin
cambios
P4 Sin
cambios
P4 Sin cambios V4 Sin cambios
5 Sin
cambios
P5 Sin
cambios
P5 Sin cambios V5 Sin cambios
6 0.1 P6 1mm P6 0.001316 ATM V6 6866.488cm^3
7 0.05 P7 0.5mm P7 0.000065 ATM V7 137330 cm^3
8 0.6 P8 6mm P8 0.00789 ATM V8 1145.3 cm^3

25. 6.- Obtenga la presión total (presión manométrica + presión
barométrica) ejercida sobre el aire para cada adición de
mercurio
Presión Total (atm)
P1 1.020
P2 1.01
P3 Sin cambio
P4 Sin cambio
P5 Sin cambio
P6 1.01
P7 1.00
P8 1.017

26. 7.- Construir un gráfico de presión manométrica en
atmósferas ejercida sobre el gas contra el volumen en cm3
del gas.

27. 8.- A través de las gráficas obtenidas explique la relación
existente entre el volumen de un gas respecto a la presión
ejercida sobre él.
Podemos deducir que, si la presión disminuye, el volumen
aumenta. Y esto hace referencia a la ley de Boyle.

28. VARIACIÓN DEL VOLUMEN DE UN GAS IDEAL
CON RESPECTO A LA TEMPERATURA

29. 1. Considerando la presión atmosférica de Zacatecas, la
temperatura ambiente y utilizando el volumen inicial de aire
contenido en éste sistema, obtenga los moles de gas
considerándolo como ideal.
2. Obtenga la masa de aire contenida en el sistema.
Presión atmosférica en Zacatecas
(atm)
1.009622
Temperatura Ambiente (k) 298
Volumen inicial del aire (L) 0.005301
Moles de aire 2.1886x10^-4
Masa de aire (g) 6.34x10^-3

30. 3. Considerando el diámetro del tubo en U y
las alturas obtenidas en el experimento para
cada incremento en 4°C de la temperatura,
obtenga el volumen que ocupa el gas de
forma experimental, considerando la
columna como un cilindro.
4. Utilizando la ley de Charles o Gay Lusac,
obtenga a través de cálculos el volumen que
ocupa el gas considerándolo como ideal
para cada temperatura.

31. Medición Temperatura (K) Volumen obtenido
experimentalmente
(cm^3)
Volumen considerando
el Gas ideal (cm^3)
1 T1= 298 V1 5.301 V1 5.301
2 T2= 323 V2 5.301 V2 5.74
3 T3= 353 V3 5.301 V3 6.27
4 T4= 363 V4 5.33 V4 6.45
5 T5= 368 V5 5.458 V5 6.54
6 T6= 373 V6 6.14 V6 6.63

32. 5. Construir en un mismo
gráfico de temperatura
absoluta del gas contra
el volumen en cm3 del
gas tanto experimental
como ideal.

33. 8.-explique si usaría la ecuación de los gases ideales para
describir el comportamiento de una gas real? ¿por qué?
GAS IDEAL GAS REAL
El gas ideal obedece todas las leyes de los
gases en todas las condiciones de presión
y temperatura.
El gas real obedece las leyes de los gases
sólo en condiciones de baja presión y alta
temperatura. Obedecen a la ecuación
del gas real de Vanderwaal.
No hay fuerzas intermoleculares de
atracción.
Hay fuerzas de atracción o de repulsión
entre las partículas.
Un gas ideal tiene un volumen
insignificante en comparación con el
volumen total
un gas real tiene un volumen
significativamente mayor en comparación
con el gas ideal.

34. ● En condiciones normales de presión y temperatura, los gases
reales suelen comportarse en forma cualitativa de la misma
manera que un gas ideal. Por lo tanto, gases como el
oxígeno, el nitrógeno, el hidrógeno o el dióxido de carbono
se pueden tratar como gases ideales en ciertas condiciones.
● El comportamiento de un gas real se acerca al
comportamiento de un gas ideal cuando su fórmula química
es sencilla y cuando su reactividad es baja. El helio, por
ejemplo, es un gas real cuyo comportamiento es cercano al
ideal.

35. CONCLUSIONES

36. Tras el análisis y gracias a los resultados
obtenidos en la práctica; se comprueban las
distintas leyes de los gases, ya que existe una
clara relación entre las diferentes condiciones
en los que pueden estar expuestos los gases y
como estos se comportan.