informe de laboratorio, Determinar experimentalmente la relación existente entre la presión y la temperatura a volumen constante.

1. LEY DE GAY LUSSAC
I. OBJETIVO
Determinar experimentalmente la relación existente entre la presión y la temperatura a
volumen constante.
II. FUNDAMENTO TEORICO
La termodinámica es una de las ramas de la física que, entre otras cosas, estudia las
propiedades de los gases. El modelo más sencillo que nos permite explicar cómo se
comportan los gases es el llamado gas ideal. Las propiedades del gas ideal se describen a
través de la llamada ecuación de general del gas ideal, o ecuación de estado del gas. Esta
ecuación establece una relación funcional entre las variables físicas presión, p, volumen, V,
y temperatura absoluta, T. la ecuación es válida para cualquier masa constante de gas en
equilibrio térmico, es decir, con una temperatura uniforme, y se expresa
matemáticamente como:
𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇
Donde:
𝑛 es el número de moles del gas
𝑅 Constante molar de los gases o constante universal de los gases ideales con un valor de
8.314 J/molK.
Esta ecuación de estado fue descubierta experimentalmente analizando el
comportamiento del gas en tres condiciones diferentes, al mantener constante una de las
tres variables mientras se permitía que las otras dos variables cambiaran. Los gases reales
no se comportan exactamente como lo establece el modelo de del gas ideal pero se
pueden manejar como si lo fueran, si lo que nos interesa es una aproximación.
La presión ejercida por una masa gaseosa es directamente proporcional a su temperatura
absoluta, siempre q el volumen sea constante. Conocía como la ley de charles.
𝑝
𝑇
= 𝑐𝑡𝑒
El cero absoluto es la temperatura más baja posible y se caracteriza por la total ausencia
de calor, es decir el menor valor posible de Q es cero y la correspondiente temperatura T
es el cero absoluto.
Es considerada el punto cero de la escala termométrica absoluta, por cuanto se considera
que a temperaturas tan bajas la materia se encuentre en estado de reposo, en el sentido
de que las moléculas no se hallan en movimiento por vibraciones de ninguna especie. El
cero absoluto (0K) corresponde aproximadamente a la temperatura de (-273.16 ° C).

2. III. EQUIPO Y MATERILES
CANTIDAD Equipos y materiales
1 PASPORT X plorer GLX
1 PASPORT sensor de presión
1 PASPORT sensor de temperatura
1 Soporte universal de base metalica
4 Mordazas
2 Pinzas de tipo mordaza
1 Abrazadera
2 Varillas
1 Cocina
1 Vaso pirex de 1000 ml (cm3
)
1 Matraz de 70 ml (cm3
)
1 Probeta graduada
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IV. PROCEDIMIENTO
1. Instale el equipo como se muestra en la figura N°1 con ayuda del profesor.
2. Mida el volumen de aire contenido en el matraz.
3. Conecte el sensor de presión y temperatura en los puertos ubicados en la parte
superior del GLX.
4. Encienda el PASPORT Xplorer GLX. El GLX reconocerá inmediatamente a los sensores.
5. Con el cursor seleccione el icono GRAPH (gráfico) y presione, inmediatamente abrirá
la pantalla del grafico de la presión (kPa) o la temperatura (°C) en función del
tiempo(s).

3. 6. Para observar el grafico simultaneo de la presión y temperatura, presione F4,
seleccione con el cursor la opción (6) dos gráficos y presione, entonces, estará ya listo
para la adquisición de datos.
7. Inicie la toma de datos de la presión y temperatura en función del tiempo
simultáneamente presionando, para un intervalo de 5 minutos.
8. Una vez finalizada la toma de datos, presione F4 (gráficos)y seleccione la opción (6)
(dos gráficos) y presione.
9. Para observar la gráfica de la presión en función del a temperatura, presione y con el
cursor cambie la variable tiempo con la variable temperatura.
10. En la gráfica, registre los puntos de la curva característica, anótelos en la tabla.
V. DATOS EXPERIMENTALES
t(min) 0 1 2 3 4 5
T(K) 287.33 287.476 288.182 289.681 291.74 294.224
P(kPa) 64.059 65.868 66.059 66.441 67.014 67.581
VI. OBSERVACIONES EXPERIMENTALES
1. En su experiencia ¿Qué factores contribuyen a aumentar su error de cálculo?
Algunas fugas del gas que se encuentra dentro del matraz.
El equipo utilizado no es lo bastante preciso.
La temperatura y presión no fueron tomadas en el preciso instante que se indica en la
guía.
2. ¿si un sistema se mantiene a presión constante, el aumento de temperatura conlleva
a un aumento de volumen? Explique
Conlleva un aumento de volumen. A partir de que la presión se mantiene invariable
(P=cte), analizando en la ecuación general de los gases se tiene:
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 Si P=cte
𝑉 =
𝑛𝑅
𝑃
𝑇
𝑛𝑅
𝑃
=cte
∆𝑉
∆𝑇
= 𝑐𝑡𝑒
La variación de volumen con respecto a la temperatura será constante.
Este proceso será isobárico (presión constante)

4. 3. ¿el comportamiento de un gas con respecto a la temperatura será siempre lineal, sino
es así en qué casos lo será? explique.
En el caso de un proceso isotérmico (T=cte) el comportamiento del gas no será lineal,
en la grafica P vs V se describirá una hipérbola.
VII. ANALISIS DE DATOS EXPERIMENTALES
1. Usando los datos de la tabla N°1, grafique en papel milimetrado la presión en función
de la temperatura 𝑃𝑒𝑥𝑝 = 𝑓(𝑇).
2. Extrapolando los datos de la gráfica, encuentre el valor del cero absoluto y determine
la incertidumbre porcentual entre la medida experimental y al teórica.
En grados celcius
0
2
4
6
8
10
12
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
PRESION
volumen
P=f(V)
y = 0.2559x - 7.6835
R² = 0.9987
65.6
65.8
66
66.2
66.4
66.6
66.8
67
67.2
67.4
67.6
67.8
287 288 289 290 291 292 293 294 295
PRESION
TEMPERATURA
P=f(T)
𝑃 = 𝐴𝑇 + 𝐵

5. EXTRAPOLANDO
𝑦 − 𝑦0
𝑦1 − 𝑦0
=
𝑥 − 𝑥0
𝑥1 − 𝑥0
𝑦 − 65.868
67.581 − 65.86
=
𝑥 − 14.476
21.224 − 14.47
𝒚 = 𝟎. 𝟐𝟓𝟒 ∗ 𝒙 + 𝟔𝟐. 𝟐𝟑𝟏
En P=0
𝒙 = −𝟐𝟒𝟓. 𝟎𝟎𝟓
EL CERO ABSOLUTO EN GRADOS CELCIUS
T = -245.005°C
Calculamos el error porcentual
𝑒% =
|𝛾 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 − 𝛾𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜|
𝛾𝑡𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
∗ 100%
𝑒% =
|245.005 − 273|
273
∗ 100%
𝑒% = 10.25%
P = AT+ B
R² = 0.9987
0
20
40
60
80
100
120
140
160
-400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400
PRESION(KPa)
TEMPERATURA (°C)
P=f(T)

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Menos”
3. Utilizando el método de mínimos cuadrados, determine el o los parámetros de la
curva característica, escriba su ecuación empírica e indique su significado físico.
Ecuación empírica
𝑌 = 𝐴𝑋 + 𝐵
𝑃 = 𝐴𝑇 + 𝐵
Donde:
 P presión
 T temperatura
Determinando los parámetros A y B por el método de mínimos cuadrados

7. n x=T y=P x*y x
1 287.476 65.868 18935.4692 82642.4506
2 288.182 66.059 19037.0147 83048.8651
3 289.681 66.441 19246.6953 83915.0818
4 291.74 67.014 19550.6644 85112.2276
5 294.224 67.581 19883.9521 86567.7622
suma 1451.303 332.963 96653.7957 421286.387
𝐴 =
𝑛(∑ 𝑥 𝑖
,
𝑦𝑖
,
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)(∑ 𝑦𝑖
,
)
𝑛(∑(𝑥 𝑖
,
)
2
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)
2
𝐴 =
5∗96653.79−1451.3∗332.9
5(421286.3)−(1451.3)2
A = 0.256
𝐵 =
(∑ 𝑦𝑖
,
) ∑(𝑥 𝑖
,
)
2
−(∑ 𝑥 𝑖
,
)(∑ 𝑥 𝑖
,
𝑦𝑖
,
)
𝑛(∑(𝑥 𝑖
,
)
2
)−(∑ 𝑥 𝑖
,
)
2
𝐵 =
(332.9)∗421286.3−1451.3∗96653.7
5(421286.3)−(1451.3)^2
B = -7.684
Significado de los parámetros
De acuerdo a la formula general de los gases ideales , despejando la variable p,
entendemos que el parámetro A esta dado físicamente por:
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 𝑃 =
𝑛𝑅
𝑉
𝑇 𝑃 = 𝐴𝑇
𝐴 =
𝑛𝑅
𝑉
[𝐴] =
𝐽
𝑚3 𝐾
El parámetro B representa la presión a temperatura 0.
[𝐵] = 𝑃𝑎
4. De la gráfica, determine el número de moles contenidos en el recipiente (matraz).
Muestre el procedimiento.
𝑃𝑉 = 𝑛𝑅𝑇
𝑃 =
𝑛𝑅
𝑉
𝑇 𝑃 = 𝐴𝑇 𝐴 =
𝑛𝑅
𝑉
.´. 𝑛 =
𝐴𝑉
𝑅
𝑛 =
0.26 ∗ 50 ∗ 10−6
8.314

8. 𝑛 = 1.54 ∗ 10−6
VIII. APLICACIONES Y CONCLUSION
Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto
aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el
recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.
En el experimento pudimos comprobar la ley de gay Lussac que dice que en cualquier
momento de un proceso isovolumetrico, el cociente entre la presión y la temperatura
siempre tendrá el mismo valor.
Además obtuvimos el número de moles presentes en un determinado volumen a partir de
la linealizacion de los datos obtenidos, conociendo el valor de la pendiente la línea
descrita y la constante universal de los gases (R=8.314 J/molK).
No se pudo conseguir precisamente el valor del cero absoluto y el número de moles ya
que cometimos muchos errores en el desarrollo del experimento como algunas fugas del
gas que se encontraba dentro del matraz.
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