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Preinforme Ley Boyle, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

Preinforme de laboratorio de fisica

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2019/2020

Subido el 09/10/2020

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miguel-zamora-4 🇨🇷

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FS-0311 – UCR Laboratorio de Física General II II-
2018
PRE-INFORME 005: LEY DE BOYLE
B78542: Miguel Zamora Torres
Universidad de Costa Rica; FS 0311 Laboratorio de Física General II, Grupo 20
Introducción:
Robert Boyle (1627-1691): Científico
británico, uno de los primeros defensores de
los métodos científicos y uno de los
fundadores de la química moderna. Nació en
Lismore, Irlanda, y estudió en Ginebra,
Suiza. Se estableció en Inglaterra y se
dedicó a la investigación científica. Boyle es
considerado uno de los fundadores de los
métodos científicos modernos porque creyó
en la necesidad de la observación objetiva y
de los experimentos verificables en los
laboratorios, al realizar los estudios
científicos. Boyle fue el primer químico que
aisló un gas. Perfeccionó la bomba de aire y
sus estudios le condujeron a formular,
independientemente de su colega francés
Edme Mariotte, la ley de física conocida hoy
como “ley de Boyle-Mariotte”. Esta ley
establece que, a una temperatura constante,
la presión y el volumen de un gas son
inversamente proporcionales. Reconoció la
diferencia entre un compuesto y una mezcla,
y formuló su teoría atómica de la materia
basándose en sus experimentos de
laboratorio.
Propuso que partículas diminutas de materia
primaria se combinan de diversas maneras
para formar lo que él llamó corpúsculos, y
que todos los fenómenos observables son el
resultado del movimiento y estructura de los
corpúsculos. La relación matemática que
existe entre la presión y el volumen de una
cantidad dad de un gas a una cierta
temperatura fue descubierta por Robert
Boyle en 1662. Boyle encerró una cantidad
de aire en el extremo cerrado de un tubo en
forma de U, utilizando mercurio como
fluido de retención.
Boyle descubrió que el producto de la
presión por volumen de una cantidad fija de
gas era un valor aproximadamente
constante. Notó que si la presión de aire se
duplica su volumen era la mitad del
volumen anterior y si la presión se triplicaba
el volumen bajaba a una tercera mitad de la
inicial. También observo que al calentar un
gas aumentaba su volumen si la presión se
mantenía constante, a este proceso se le
llama proceso isoborico. Hoy, después de
muchas confirmaciones del trabajo de Boyle
y experimentos adicionales, la relación entre
el volumen y la presión de un gas se conoce
como Ley de Boyle. Si aumenta la presión
de un gas. El volumen disminuye
proporcionalmente; por lo tanto, si la
presión disminuye, el volumen aumenta. Si
dos cantidades son inversamente
proporcionales, cuando una aumenta la otra
disminuye. El volumen de un gas, a
temperatura constante, es inversamente
proporcional a la presión. (Serway & Jewett,
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PRE-INFORME 005: LEY DE BOYLE

B78542: Miguel Zamora Torres [email protected] Universidad de Costa Rica; FS 0311 Laboratorio de Física General II, Grupo 20

Introducción:

Robert Boyle (1627-1691): Científico británico, uno de los primeros defensores de los métodos científicos y uno de los fundadores de la química moderna. Nació en Lismore, Irlanda, y estudió en Ginebra, Suiza. Se estableció en Inglaterra y se dedicó a la investigación científica. Boyle es considerado uno de los fundadores de los métodos científicos modernos porque creyó en la necesidad de la observación objetiva y de los experimentos verificables en los laboratorios, al realizar los estudios científicos. Boyle fue el primer químico que aisló un gas. Perfeccionó la bomba de aire y sus estudios le condujeron a formular, independientemente de su colega francés Edme Mariotte, la ley de física conocida hoy como “ley de Boyle-Mariotte”. Esta ley establece que, a una temperatura constante, la presión y el volumen de un gas son inversamente proporcionales. Reconoció la diferencia entre un compuesto y una mezcla, y formuló su teoría atómica de la materia basándose en sus experimentos de laboratorio. Propuso que partículas diminutas de materia primaria se combinan de diversas maneras para formar lo que él llamó corpúsculos, y que todos los fenómenos observables son el resultado del movimiento y estructura de los corpúsculos. La relación matemática que existe entre la presión y el volumen de una cantidad dad de un gas a una cierta temperatura fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Boyle encerró una cantidad de aire en el extremo cerrado de un tubo en forma de U, utilizando mercurio como fluido de retención. Boyle descubrió que el producto de la presión por volumen de una cantidad fija de gas era un valor aproximadamente constante. Notó que si la presión de aire se duplica su volumen era la mitad del volumen anterior y si la presión se triplicaba el volumen bajaba a una tercera mitad de la inicial. También observo que al calentar un gas aumentaba su volumen si la presión se mantenía constante, a este proceso se le llama proceso isoborico. Hoy, después de muchas confirmaciones del trabajo de Boyle y experimentos adicionales, la relación entre el volumen y la presión de un gas se conoce como Ley de Boyle. Si aumenta la presión de un gas. El volumen disminuye proporcionalmente; por lo tanto, si la presión disminuye, el volumen aumenta. Si dos cantidades son inversamente proporcionales, cuando una aumenta la otra disminuye. El volumen de un gas, a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión. (Serway & Jewett,

  1. Algunas ecuaciones para representar su enunciado son: PV = k (1) P1V1 = P2V2 (2) Estos conocimientos han permitido ciertos avances tecnológicos, entre ellos los brazos robóticos funcionando con aire comprimido: Los científicos crearon los brazos robóticos con aire comprimido basándose en el brazo humano, que pueda realizar acciones como, por ejemplo, doblar el codo, el hombro, apretar la mano, mover la muñeca. Estos robots son creados con el fin de mejorar la eficiencia en muchos trabajos industriales y para este caso funcionando con aire comprimidos. El brazo de robot se construye con válvulas y muchas otras piezas más que le permitan tener movimientos, dentro de estas válvulas y mangueras está el aire comprimido, que básicamente hace la función de ejercer presión hacia las paredes de las válvulas lo que genera que se expandan los diámetros y se realice el movimiento de los “músculos” del brazo, esta presión se convierte en una fuerza que genera las acciones. Si se ejerce poca presión las funciones van a tener menos eficiencia y si se trata de hacer una acción como sujetar algo se hará mejor si se realiza con una mayor presión. Hay que tomar en cuenta que en la mayoría de los casos estos robots se manejan mediante computadoras, por lo que todas las acciones, controles de presión, de fuerzas, de movimientos se realizan usando una computadora. (Martínez, 2009) La práctica es realizada con el fin de obtener la capacidad de experimentalmente, determinar la relación entre la presión y el volumen para una gas a temperatura constante, además de analizar con los gráficos obtenidos qué tanto se ajusta el aire al comportamiento ideal, dadas las condiciones de trabajo del laboratorio, para finalmente comprender la Ley de Boyle.

Métodos y Materiales:

 Liberar el émbolo girando el tornillo superior.  Conectar el sensor de presión a una de las válvulas de salida del aparato de ley de gases, conectar el sensor de presión a la interface y abrir el programa DataStudio, conectar la interface y seleccione un muestreo.  Proceder a abrir la válvula a la que se conectó el sensor de presión con cuidado de no abrir la válvula de salida, seleccionar las tablas en DataStudio.  Anotar la altura inicial marcada por la parte inferior del émbolo, iniciar la toma de datos.  Colocar distintas masas en el émbolo cada 100g, repetir todo el procedimiento una vez más. Para la correcta realización de la práctica se necesitará del aparato de la Ley de Gases, un sensor de presión absoluta, ScienciaWokshop interface 750, y varias masas de 25 g, 50 g y 100 g (7 de cada una).