Inf 2 Ecuaccion General de Los Gases
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P á g i n a 1 Laboratorio de Termodinámica y Físico-Química 2 UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR FACULTAD DE INGENIERÍA EN GEOLOGÍA, MINAS, PETRÓLEOS Y AMBIENTAL ESCUELA DE PETRÓLEOS TERMODINÁMICA Y FÍSICO-QUÍMICA Nombre Roberto Matamoros C. Pro!e"or Ing. Bolívar Enríquez I#!orme N$% & C'r"o Quinto Fe()* 04 de octubre de 202 +%- TEMA APLICACIÓN DE LA ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES% &%-OB ETIVOS &%+GENERAL • Conocer la relaci!n cuantitativa entre "# $# % &%&ESPECÍFICOS • &nalizar las características del estado gaseoso. • Estudiar la le' que rige los gases ideales. • Identi(icar las le'es que rigen los )rocesos. • *bservar el )roceso e+)erimental ' com)arar con la teoría.
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Laboratorio de Termodinmica y Fsico-Qumica
Laboratorio de Termodinmica y Fsico-Qumica2012
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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE INGENIERA EN GEOLOGA, MINAS, PETRLEOS Y AMBIENTAL
ESCUELA DE PETRLEOS
TERMODINMICA Y FSICO-QUMICA
Nombre: Roberto Matamoros C.
Profesor: Ing. Bolvar EnrquezInforme N. 2
Curso: QuintoFecha: 04 de octubre de 2012
1.- TEMA APLICACIN DE LA ECUACIN GENERAL DE LOS GASES.
2.-OBJETIVOS
2.1 GENERAL
Conocer la relacin cuantitativa entre P, V, T
2.2 ESPECFICOS
Analizar las caractersticas del estado gaseoso. Estudiar la ley que rige los gases ideales. Identificar las leyes que rigen los procesos. Observar el proceso experimental y comparar con la teora.
3.- MARCO TERICO
Estado gaseosoEn estado gaseoso las partculas son independientes unas de otras, estn separadas por enormes distancias con relacin a su tamao. Tal es as, que en las mismas condiciones de presin y temperatura, el volumen de un gas no depende ms que del nmero de partculas (ley de Avogadro) y no del tamao de stas, despreciable frente a sus distancias. De ah, la gran compresibilidad y los valores extremadamente pequeos de las densidades de los gases Las partculas de un gas se mueven con total libertad y tienden a separarse, aumentando la distancia entre ellas hasta ocupar todo el espacio disponible (expansibilidad). Por esto los gases tienden a ocupar todo el volumen del recipiente que los contiene. Las partculas de un gas se encuentran en constante movimiento en lnea recta y cambian de direccin cuando chocan entre ellas y con las paredes del recipiente. Estos choques de las partculas del gas con las paredes del recipiente que lo contiene son los responsables de la presin del gas. Las colisiones son rpidas y elsticas (la energa total del gas permanece constante).
Leyes de los Gases Ideales
Ley de Avogadro El volumen de un gas es directamente proporcional a la cantidad de materia (nmero de moles), a presin y temperatura constantes.A presin y temperatura constantes, volmenes iguales de un mismo gas o gases diferentes contienen el mismo nmero de molculas.
V n (a T y P ctes)EntoncesV = k.n
Ley de Boyle y Mariotte
El volumen de un gas es inversamente proporcional a la presin que soporta (a temperatura y cantidad de materia constantes).
V 1/P (a n y T ctes)Transformacin isotrmica EntoncesV = k/P
Ley de Charles y Gay-Lussac (1)
El volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta (a presin y cantidad de materia constantes).
V T (a n y P ctes)Transformacin isobrica EntoncesV = k.T
Ley de Charles y Gay-Lussac (2)
La presin de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta (a volumen y cantidad de materia constantes).
P a T (a n y V ctes)Transformacin iscora P = k.T
Ecuacin general de los gases ideales
Combinacin de las tres leyes:Boyle: V =k/P T= 0, n= 0Charles: V=k.T P= 0, n= 0Avogadro: V = k. n P= 0, T= 0
Entonces
R se calcula para:n = 1 molP = 1 atmV = 22,4 lT = 273 K == R = 0.082 atm L/ mol K = 8.31 J/ mol K = 1.987 cal /mol K
4.- Diagrama del experimento
Materiales Baln florensePinza universalPinza de baln
Pinza de atmanTapn de caucho con orificioTubo de vidrio aforado
Manguera de cauch Tubo de ensayo Cuba Hidroneumtica
Termmetro Probeta 100 ml Piseta Vaso de precipitacin 250 m
5.- Datos experimentales
Presin baromtrica=540 mmHgTo=363,15 KVo=266 mlTf= 293,15 KVf=39 mlPresin de vapor agua a Tf= 17,535 mmHgPresin parcial del aire seco a Tf=522,465 mmHg
6.- Clculos
Patm=Pgas seco+Presion vapor aguaPgas seco=Patm-Presin vapor aguaPgas seco= (540-17,535) mmHgPgas seco=522,465 mmHg
Vexp=Vf-VoVexp= (266-39) mlVexp=227 ml
Volumen terico
Calcular el error entre en Vexp. y terico
7.- Resultados
V.exp227 ml
V. terico221,93 ml
e%2,28
8.- Conclusiones
En la prctica se obtuvo como resultado un volumen de 227 ml. El porcentaje de error comparado entre el valor terico y el valor prctico es: 2,28% de error.
9.- Discusin de resultados
En esta prctica debemos tomar en cuenta la presin a la que se encuentra en sistema y asu ves la presin de vapor de agua a la temperatura del agua fra para as poder obtener la presin del gas seco y poder realizar los clculos requeridos.
10.-Bibliografa
http://slbn.files.wordpress.com/2008/09/tabla_presion-de-vapor.pdf es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_ideales Tratado de Fisicoqumica. Dr. Luis A. Romo S. Ph.D.
11.- Anexos
Datos de preswin de vapor de Agua a varias temperaturas
12.- Cuestionario12.1 Un cilindro de aire contiene 1500 lt a 20 C. Cual ser el volumen si se aumenta la temperatura en 25 C si la presin es contante.
T1=293,15KV1=1500ltT2=318,15V2=?
12.2 50 lt de gas nitrgeno se encuentra en un recipiente a una presin 1500 lb/plg2 y a una temperatura de 25 C.Calcular el nmero de moles y el nmero de molculas?
V=50ltP=1500 PSIT=298,15K
1mol---------------6,0235x1023moleculas208,56mol------------------------------X=?
X=2,888x1021molculas
12.3 Se permite que 1 litro de gas de helio a 2 atm y de gas nitrgeno a 2 atm se mezclan isotrmicamente de tal forma que el Vf= 3 lt.Calcular las presiones parciales de helio y nitrgeno y la presin total de la mezcla?Xi=Vi/VXi= 1/3Xi=0.333XHe+XN2=1XN2=1-XHeXN2=1-0.333=0.666Vi=VXN2Vi=3ltx0.666Vi=2lt
Vi(lt)P(atm)Xi=Vi/VPi=xiP(atm)
He120,3330,666
N2220,6661,332
Vf=3ltPT=1,998 atm
EJERCICIOS ADICIONALES
1.- En un recipiente de 2 litros de capacidad se recogen 5 litros de oxigeno medidos a la presin de 2 atm y 10 litros de nitrgeno a la presin de 4 atm. Se dejan salir 25 litros de la mezcla gaseosa a la presin de 1 atm. Calcular a) La presin final en el recipiente. La temperatura se ha mantenido siempre constante a 25 C. b) El peso de oxigeno y nitrgeno sobrantes en el recipiente.
O2 N2
ComponentesV(lt)P(atm)niMiXini restante
O2520.408320.200.204
N21041.635280.800.816
=2.043=1.00=1.021
nmero de moles que salio de la mezcla
Componentesgi =ni.MiWi =(gi/g)
N26.5280.222
O222.8480.778
=29.376=1.00
2.- Dos balones contienen gases ideales A y B a temperatura constante. La densidad de A es el doble de la de B, pero el peso molecular de A es la mitad del de B. calcular el cociente de las presiones de A y BA B 2A = A siendo T y R ctesMA/2 = MA
= siendo T y R ctes
3.- Un recipiente de 3,26 litros contiene 2,50 gramos de helio (M=4) y una cierta cantidad de hidrogeno. La densidad de la mezcla es 0,0018 g/cm3 a 0 C. Calcular el nmero de moles medio de la mezcla, el peso del hidrogeno q contiene y la presin del sistema.DATOSV=3,26 LmHe=2,5 gmH2=?Mezcla= 0,0018g/cm3T=0 CSOLUCION
