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Instituto Politécnico Nacional
Escuela Superior de Ingeniería
Química e Industrias Extractivas
Departamento de Formación Básica
Academia de Físico Química Básica
Laboratorio de Termodinámica Básica
Práctica 4
“Comprobación de la ley de Boyle”
Integrante:
Ramírez Blas Samuel Iván
Grupo:1IV
Turno: Vespertino
Ciclo escolar:
Nombre del docente:
Froylán Fabila Gutiérrez
Fecha de entrega: 26-mayo-
PRACTICA 4 “COMPROBACION DE LA LEY DE BOYLE”
OBJETIVOS: A partir de datos experimentales de presión y volumen
obtenidos por el estudiante en el laboratorio, demostrar numérica y
gráficamente la veracidad de la ley de Boyle
CALCULOS
- Calcula el radio interno del tubo de vidrio (Ri) en cm Ri= Di 2 Ri = 0.915 cm 2 =0.4575 cm
- Calcula los valores de la altura de aire (haire) en cm haire = hT – hc haire = 59.3 cm – 25 cm = 34.3 cm haire = 56.5 cm – 24.7 cm = 31.8 cm haire = 55 cm – 24 cm = 31 cm haire = 52.7 cm – 23.1 cm = 29.6 cm haire = 50.3 cm – 22.3 cm = 28 cm haire = 46.2 cm – 20.7 cm = 25.5 cm haire = 30.1 cm – 12.1 cm = 18 cm
- Calcula los valores del volumen de aire (Vaire) en cm^3 y transforma los resultados a m^3 Vaire = π * Ri^2 * haire Recuerda 1 m^3 = 1 x 10^6 cm^3 o 1 m^3 = 1,000,000 cm Vaire = 3.1416cm * 0.4575cm * 34.3cm = 49.2987 cm^3 * 1x10-6^ = 4.92987x10-5^ m^3 Vaire = 3.1416cm * 0.4575cm * 31.8cm = 45.7055 cm^3 * 1x10-6^ = 4.57055 x10-5^ m^3 Vaire = 3.1416cm * 0.4575cm * 31cm = 44.5557 cm^3 * 1x10-6^ = 4.45557 x10-5^ m^3 Vaire = 3.1416cm * 0.4575cm * 29.6cm = 42.5435 cm^3 * 1x10-6^ = 4.25435 x10-5^ m^3 Vaire = 3.1416cm * 0.4575cm * 28cm = 40.2438 cm^3 * 1x10-6^ = 4.02438 x10-5^ m^3 Vaire = 3.1416cm * 0.4575cm * 25.5cm = 36.6506 cm^3 * 1x10-6^ = 3.66506 x10-5^ m^3 Vaire = 3.1416cm * 0.4575cm * 18cm = 25.8710 cm^3 * 1x10-6^ = 2.58710 x10-5^ m^3
- Calcula la densidad del mercurio ( p Hg) en kg/m^3 , con la siguiente expresión P Hg = 13,595.08 – 2.466 (26°C) + 3x10-4^ (26°C)^2 = 13,531.1668 kg/m^3
- Calcula la presión atmosférica (Patm) en pascales, con la altura barométrica (hbarom) en metros Patm = p Hg * g * (hbarom) g = 9.78 m/s^2 Patm = 13,531.1668 kg/m^3 * 9.78 m/s^2 * 0.585 m = 77,415.8646 Pa
- Transforma los valores de ha y hc a metros Altura (ha) Altura (hc) 25.3 cm/ 100 = 0.253 m 25 cm / 100 = 0.25 m 27.5 cm/ 100 = 0.275 m 24.7 cm / 100 = 0.247 m 29.1 cm/ 100 = 0.291 m 24 cm/ 100 = 0.24 m 31.5 cm/ 100 = 0.315 m 23.1 cm / 100 = 0.231 m 34.4 cm/ 100 = 0.344 m 22.3 cm / 100 = 0.223 m 39.9 cm/ 100 = 0.399 m 20.7 cm / 100 = 0.207 m 68.4 cm/ 100 = 0.684 m 12.1 cm / 100 = 0.121 m
- Calcula los valores de la altura neta de mercurio (hHg) en metros hhg = ha – hc hhg = 0.253 m - 0.25 m = 0.003 m hhg = 0.275 m - 0.247 m = 0.027 m hhg = 0.291 m - 0.24 m = 0.051 m hhg = 0.315 m - 0.231 m = 0.084 m hhg = 0.344 m - 0.223 m = 0.121 m hhg = 0.399 m - 0.207 m = 0.192 m hhg = 0.684 m - 0.121 m = 0.563 m
- Calcula los valores de la presión hidrostática de mercurio (Ph) en pascales Ph = P Hg * g * hHg Ph = 13,531.1668 kg/m^3 * 9.78 m/s^2 * 0.003 m = 397.0044 Pa Ph =13,531.1668 kg/m^3 * 9.78 m/s^2 * 0.027 m = 3,573.0399 Pa Ph =13,531.1668 kg/m^3 * 9.78 m/s^2 * 0.052 m = 6,749.0753 Pa Ph =13,531.1668 kg/m^3 * 9.78 m/s^2 * 0.084 m = 11,116.1241 Pa Ph =13,531.1668 kg/m^3 * 9.78 m/s^2 * 0.121 m = 16,012.5121 Pa Ph =13,531.1668 kg/m^3 * 9.78 m/s^2 * 0.192 m = 25,408.2837 Pa Ph =13,531.1668 kg/m^3 * 9.78 m/s^2 * 0.563 m = 74,504.4987 Pa
Vajustado = 3.7875 Pa. m 3 88,531.9887 Pa = 4.2781 x10-5m^3 * 1x10^6 = 42.781 cm^3 Vajustado = 3.7875 Pa. m 3 93,428.3767 Pa = 4.0539 x10-5m^3 * 1x10^6 = 40.539 cm^3 Vajustado = 3.7875 Pa. m 3 102,824.1483 Pa = 3.6834 x10-5m^3 * 1x10^6 = 36.834 cm^3 Vajustado = 3.7875 Pa. m 3 151,920.3633 Pa = 2.4930 x10-5m^3 * 1x10^6 = 24.930 cm^3
- Grafica Pabs (eje y) contra Vajustado (eje x y en cm^3 ) 20 25 30 35 40 45 50 55 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 Vajustado (cm3) Pabs (Pa)
TABLA DE RESULTADOS
PHg = 13,531. kg/m^3 Patm = 77,415.8646 Pa Ri = 0.4575 cm Kprom = 3.7875 Pa. m^3 hair e (cm) Vaire (cm^3 ) ha (m) hc (m) hhg (m) Ph (Pa) Pabs (Pa) K (Pa.m (^3) ) Vajustad o (cm^3 )
3 cm
cm^3
3 m
m
3 m
Pa
9 Pa
Pa.m^3
4 cm^3
8 cm
cm^3
5 m
7 m
7 m
9 Pa
45 Pa
Pa.m^3
5 cm^3 31 cm
cm^3
1 m
m
1 m
3 Pa
99 Pa
Pa.m^3
cm^3
6 cm
cm^3
5 m
1 m
4 m
41 Pa
87 Pa
Pa.m^3
1 cm^3 28 cm
cm^3
4 m
3 m
1 m
21 Pa
67 Pa
Pa.m^3
9 cm^3
5 cm
cm^3
9 m
7 m
2 m
37 Pa
483 Pa
Pa.m^3
4 cm^3 18 cm
cm^3
4 m
1 m
3 m
87 Pa
633 Pa
Pa.m^3
0 cm^3
sí, porque la presión que se le aplica a un gas es inversamente proporcional al volumen
- Entonces ¿Por qué se considera en el proceso realizado a la temperatura como constante? Porque, no hay intervención de calor en este experimento, el volumen disminuye si la presión aumenta y el contrario, el volumen aumenta la presión disminuye, mientras que la temperatura es constante
- ¿los valores de la constante de la ley de Boyle se pueden considerar iguales? ¿Por qué? Si se hace considerando como referencia los datos numéricos, no podrían considerarse como iguales, principalmente, porque hay diferencia entre los valores de la presión absoluta y volumen del aire que utilizamos para obtener la constante, y eso nos lleva a obtener resultados con diferencias de décimas.
- ¿Por qué se considera que los valores del volumen ajustado tienen menos error? Por que en la formula del volumen ajustado, la constante no cambia y la presión absoluta, son valores reales y por lo tanto el volumen del aire tiene menos error
- Analiza la grafica En esta, del punto uno el volumen ajustado comienza a disminuir, pero la presión absoluta comienza a aumentar y viceversa si la presión absoluta disminuye, aumenta el volumen ajustado
- ¿se cumplió el objetivo de la practica? ¿Por qué? Si, porque se hicieron todos los cálculos correspondientes siempre utilizando los valores correctos para la sustitución en cada formula y para cuando se grafique se vea, pero la gráfica no se puede ver del todo bien ya que el ultimo valor fue demasiado alto CONCLUSIONES En esta práctica se observa cómo entre más presión el fluido dentro del tubo se va bajando poco a poco, cada que se bajaba el mercurio, de igual forma esta ley se pudo comprobar por que entre más presión le pongas a un fluido o gas se expandirá de forma inversa y al realizar los cálculos se pudo comprobar y observar lo que Boyle descubrió. Al analizar la gráfica obtenida se pudo observar que si la presión aumenta el volumen disminuyo y si el volumen aumentaba la presión disminuía, aunque se cuenta con un valor un poco diferente a los otros
