[Proyecto IntegradorExperimentando con las leyes de los gases] [Reporte de Práctica de la ley de Gay-Lussac] [Lopez Vargas Oscar Alfonso] | [Modulo 12] | [07/12/2017] Módulo 12. Matemáticas y representaciones del sistema natural. Semana 4 Unidad III. Leyes de los gases Introducción En este reporte voy a hablar sobre la ley de Gay-Lussac, en la cual base mi experimento que más adelante expondré en este documento, aunque esta ley por si sola nos dice cómo se comporta un gas con ciertos factores, es parte de un compuesto de leyes que nos permite conocer la ley general de los gases y más que conocer entender el cómo se comporta el gas con los diferentes factores y variantes a las cuales puede ser sometido en nuestro entorno Con respecto a la ley general de los gases esta ley está compuesta por la combinación de las leyes Boyle-Mariotte, Charles, Gay-Lussac, Avogadro, para entender un poco mejor estas leyes tenemos que tomar en cuenta que se denomina fluidos a aquellos cuerpos que pueden fluir y adoptan la forma del recipiente que los contiene, los fluidos se dividen en líquidos y gases, y son precisamente los gases que se comportan de manera distinta a los líquidos, Mientras que los líquidos fluyen manteniendo constante su volumen, los gases tienen tendencia a ocupar todo el volumen disponible, en el caso de los gases, las fuerzas de cohesión intermoleculares son mucho menores y las partículas pueden moverse libremente en todo el volumen del recipiente que las contiene, por lo cual los factores a los cuales reaccionan los gases como lo son el temperatura ,volumen, presión son de manera más rápida y drástica ,la ley general de los gases se representa en la siguiente ecuación 𝐏𝟏 𝐕𝟏 𝐏𝟐 𝐕𝟐 = 𝐓𝟏 𝐓𝟐 Por lo que se refiere a la ley de Gay-Lussac esta ley establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante, a si pues en mi experimento se demostrara que al inflarse el globo que esta puesto en la botella y ser sometida a cambios de temperatura el gas en su interior influirá en el incremento y decremento de la presión en el interior de la botella con la temperatura del agua, en otras palabras al no contar con un manómetro que pueda demostrar la presión dentro de la botella, es el globo que actúa como tal. PÁGINA 1 Módulo 12. Matemáticas y representaciones del sistema natural. Semana 4 Unidad III. Leyes de los gases Sustento teórico La ley de Gay-Lussac enuncia que la presión de un volumen de gas fijo, es directamente proporcional a su temperatura, Al aumentar la temperatura, eso se lleva acabo cuando 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. Gay-Lussac descubrió que en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor. Respecto a donde surge la ley, “fue en 1787, el físico francés Jacques Charles reflota un viejo postulado enunciado en 1699 por el francés Guillaume Amontons (1663-1705). Éste había observado que el volumen de un gas, a presión constante, disminuía a medida que bajaba la temperatura. La misma comprobación fue realizada cinco años después por Joseph Gay- Lussac (1778-1850). Amontons queda en el olvido, y la ley se conoce hoy como ley de Charles y Gay-Lussac” En cuanto a que problema resuelve, esta ley resuelve la relación entre la temperatura y la presión de un gas aun volumen fijo o indeformable, que a mayor temperatura más presión se ejercerá sobre el volumen y a menor temperatura menor presión ejercerá el gas En relación con la fórmula de esta ley, Gay-Lussac nos dice que “La presión de una determinada masa gaseosa a volumen constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta.” 𝐏 𝐏𝟏 𝐏𝟐 =𝐊 O la expresión algebraica seria la siguiente = 𝐓 𝐓𝟏 𝐓𝟐 En donde en teoría al comienzo de un experimento tenemos una presión y temperatura al someterlo a otra temperatura obtendríamos otra presión, en donde P1y T1 son los datos con los que comenzamos nuestro experimento T2 sería la nueva temperatura alterando el valor de P2 PÁGINA 2 Módulo 12. Matemáticas y representaciones del sistema natural. Semana 4 Unidad III. Leyes de los gases Materiales materiales foto botella de vidrio termómetro globo Cinta Recipientes PÁGINA 3 Módulo 12. Matemáticas y representaciones del sistema natural. Semana 4 Unidad III. Leyes de los gases Procedimiento Descripción del procedimiento Imagen Primero vierto agua en los recipientes y meto uno a calentar a un microondas, el otro al refrigerador a enfriar En la boca de la botella coloco el globo y lo aseguro con cinta para una mejor sujeción Saco los recipientes del microondas y refrigerador respetiva mente, los coloco en la mesa y precedo a introducir la botella Introduzco la botella en el recipiente con agua caliente espero unos minutos y el globo se infla PÁGINA 4 Módulo 12. Matemáticas y representaciones del sistema natural. Semana 4 Unidad III. Leyes de los gases Después de introducir la botella en agua caliente, procedo a retirarla e introducirla en agua fría obteniendo el efecto contrario Tomo la temperatura de la botella para poder sacar la temperatura a la cual fue sometida( el termómetro de mercurio se rompió al introducirlo al agua caliente, por lo cual cambie a un digital el cual la mayor temperatura que marco es de 42 °C antes de indicar que esta fuera de rango) Las medidas de seguridad que tome, fue tomar con una franela el recipiente caliente y realisar el experimeto en un lugar estable donde evitar al minimo que el liquido caliente puedira derramarse con el movimiemto Resultados En cuanto a los resultados obtenidos en el experimento mostrado en las imágenes de arriba de cuerdo a la ley de Gay-Lussac, tomando en cuenta que la temperatura y presión en la ciudad de Guadalajara ese día eran de 23°C con una presión de1022hpa es que podemos suplantar los valores en la ecuación de la ley Gay-Lussac para conocer la presión, como dato adicionas el prefijo h = 100 por lo cual para quitarlo aunque en esta ecuación también se pueden utilizar los hectopascales, solo tendríamos que agregar dos ceros a nuestra presión 102200pa quedando así También témenos que tomar en cuenta que esta ecuación solo funciona con temperatura en kelvin por lo cual tenemos que someter nuestra temperaturas a una conversión, porque las PÁGINA 5 Módulo 12. Matemáticas y representaciones del sistema natural. Semana 4 Unidad III. Leyes de los gases temperaturas que nosotros tenemos están en Celsius, esto se logra sumando 273.15 a nuestros grados Celsius, por que la suma es porque 0°C es el equivalente a 273.15 kelvin, tomando en cuenta estas consideración es que podemos utilizar la ecuación de Gay-Lussac 𝑷𝟏 𝑷𝟐 = 𝑻𝟏 𝑻𝟐 Desarrollo Temperatura (°C) Temperatura (K) VALORES 23 296.15 P1=102200pa P2= ¿? 43 316.15 T1=296.15k T2=316.15k El siguiente paso es despejar 𝑃2 para poder obtener la ecuación que nos de el resultado 𝑃1 𝑃2 𝑃1 𝑇2 = Si 𝑇2 está dividiendo pasa = 𝑃2 𝑇1 𝑇2 multiplicando 𝑇1 Obteniendo la ecuación el siguiente paso es suplantar los valores, para obtener la presión 𝑃1 𝑇2 (102200𝑝𝑎 )(316.15𝑘) 𝑃2 = Su plantamos los valores 𝑃2 = =109,101.907pa 𝑇1 (296.15𝑘) Por lo cual la presión alcanzada en el experimento es de 109,101.907pa Conclusión En definitiva en el experimento realizado claramente se comprueba la ley de Gay-Lussac de manera que al introducir la botella con el globo en agua caliente la presión dentro de la botella aumente su presión y de igual forma al meterla en agua fría su presión disminuye, inflando y desinflando el globo, como menciono en alguna parte de este reporte al no contar con los instrumentos necesarios para medir la presión dentro de la botella como lo sería un manómetro una manera rudimentaria de comprobar este efecto dentro del interior de la PÁGINA 6 Módulo 12. Matemáticas y representaciones del sistema natural. Semana 4 Unidad III. Leyes de los gases botella es el globo, aunque podría confundirse un poco con la ley de charles en donde nos dice que el volumen de un gas aumenta de manera directa cuando la temperatura aumenta, creo que este experimento puede comprobar ambas, igual otra opción pudo ser sellar la botella y esperar a que estallara por la presión ejercida en su interior Referencias: Educaplus.com / Ley de Gay-Lussac / Consultado el 07 de diciembre del 2017.http://www.educaplus.org/gases/ley_gaylussac.html Metric Conversiones / Conversión de grados / Temperatura / Celsius a Kelvin / Consultada el 07 de diciembre del 2017. http://www.metric-conversions.org/es/temperatura/celsius-a-kelvin.htm Youtube / Ecuación ley general de los gases / Rubén Sebastián / Publicado el 15 dic. 2014 / Consultado el 08 de diciembre del 2017. https://www.youtube.com/watch?v=SJNQKHr3j44 Fuentes de información: Prepa en línea SEP (2017), recuperado el 07 de diciembre de 2017, sitio web: https://drive.google.com/file/d/1ZD_MkjpuUkS9VU4Y3b_rw2- DbsCOFcOn/view?usp=sharing PÁGINA 7