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Practica presion -voluemen - Estudiar la relación que existe entre la presión y el volumen de un sistema gaseoso (aire)



Objetivo:
Estudiar la relación que existe entre la presión y el volumen de un sistema gaseoso (aire).
Problema:
Determinar la relación que existe entre la presión y el volumen, para un gas modelo
Ideal que se encuentra en un sistema cerrado a temperatura constante.
Procedimiento experimental
El sistema de trabajo es el aire atrapado en la rama cerrada del instrumento.
• Desplazar cualquiera de las ramas del manómetro hacia arriba o hacia abajo para modificar tanto el volumen como la presión del gas. Cada vez que se modifique el estado del gas, se debe esperar unos minutos para que el sistema alcance nuevamente el equilibrio térmico con sus alrededores y se pueda realizar la lectura manométrica.


• Medir la altura (H) del gas dentro del cilindro para determinar su volumen.
• Modificar el estado del gas por lo menos 10 veces y completar la información solicitada en las siguientes tablas.
Manejo de datos:
• Presión atmosférica local: 58.53 cmHg
• Temperatura ambiente: 79 °F = 26.11°C
• Diametro del tubo: 0.15 cm
DATOS EXPERIMENTALES
H (CM) V (CM^3) H a (CM) H b (CM)
38.8 0.6755 2.7 1.0
37.9 0.6667 4.2 1.5
37.5 0.6597 5.1 1.9
37.1 0.6526 4.0 1.6
36.0 0.6333 7.8 2.6
39.0 0.6861 0.2 0.2
39.3 0.6914 1.0 0.5
39.7 0.6984 1.6 0.7
39.9 0.70192.0 0.9
40.0 0.7037 2.5 1.1

(H: altura del cilindro donde se encuentra el gas; V: volumen del gas; H a: altura del mercurio en la rama abierta; H c: altura en la rama cerrada)

HOJA DE CALCULO
V (CM^3) Pman (cmHg) Pabs (cmHg) 1/P 1/V PV
0.6755 1.7 60.23 0.0166 1.4803 40.68
0.6667 2.7 61.23 0.0163 1.4999 40.82
0.6597 3.2 61.73 0.0161 1.5158 40.72
0.6526 2.4 60.93 0.0164 1.5323 39.76
0.6333 5.2 63.73 0.0159 1.5790 40.36
0.6861 0 58.53 0.0170 1.4575 40.15
0.6914 0.5 59.03 0.0169 1.4463 40.81
0.6984 0.9 59.43 0.0168 1.4318 41.50
0.7019 1.1 59.63 0.0167 1.4247 41.85
0.7037 1.4 59.93 0.0166 1.4210 42.17

Calculos: (ejemplos)
; Volumen para un cilindro
Se toma la altura del cilindro donde esta el gas para sacar la altura y ya se tiene el diametro solo hay q dividirlo entre dos para que obtengamos el radio.
El centroide de un triangulo (también llamado baricentro) se encuentra en el punto donde se intersecan sustransversales de gravedad (líneas que unen un vértice con el punto medio del lado opuesto). Este punto es también el centroide de la superficie del triangulo.

DESARROLLO
ACTIVIDADES PARTE 1
1.- Tome una placa de acrílico y sosténgala por el cordon frente a una placa de papel milimétrico la ccccual debera estar adherida a la pared, debe oscilar el modelo a manera de péndulo hasta que llegue ala posición de reposo. Para esta posición, con ayuda de la plomada trace sobre la parte inferior del modelo una pequeña marca que corresponda ala vertical que pase por el punto de suspensión y trace uniendo el punto de suspensión y la marca.
2.- la intersección de las dos rectas trazadas sobre la placa de acrílico corresponde al centroide del area compuesta por dicha placa
3.- Sobre la hoja de papel milimétrico establezca un sistema de referencia y mida los valores de las coordenadas centroidales del area compuesta (Xc, Yc) obtenidas experimentalmente.
Figura1 Xc=6.7[cm] Yc=5.9[cm]
Figura2 Xc=6.1[cm] Yc=4.5[cm]
Figura3 Xc=7.3[cm] Yc=4.4[cm]
ACTIVIDADES PARTE 2
1.- Mida las dimensiones de la placa de acrílico usando el mismo sistema de referencia que sirvió para medir las coordenadas Xc, Yc

Figura area X y xA yA
1 rectangulo 97.6 6.1 4 595.36 390.4
2 triangulo 16.4 13.56 2.66 222.384 43.624
3 circulo -18.09 6.1 8 -110.349 -144.72
4 medio circulo 58.44 6.1 10.58 356.484 618.2952
154.35 1063.879 907.5992
X= 6.8926401
Y= 5.88013735


Figura area x y xA yA
1 rectangulo 81 4.5 4.5 364.5 364.5
2 triangulo 78.3 11.9 3 931.77 234.9
159.3 1296.27 599.4

X= 8.13728814
Y= 3.76271186


Figura area U[cm[ V[cm]
sectorcircular 102.62 9.04 0


X= 7.9
Y= 4.6

ACTIVIDADES PARTE 3
Con ayuda de su profesor dibuje las placas de acrílico en Autocad y determine las coordenadas centroidales de cada una
Xc = __6.934_______ [ cm ] YC = ___6.236_______ [ cm ] Figura compuesta
Xc = __8_______ [ cm ] YC = _____4.14_____ [ cm ] Trapecio
Xc = ___6.231______ [ cm ] YC = ___4.419_______ [ cm ] Sector circular
CUESTIONARIO
1.- Apartir de los resultados obtenidos en las actividades 1 y 2 haga la comparación de los valores de las coordenadas centroidales de las superficies utilizadas y calcule el porcentaje de error haciendo uso de las expresiones siguientes

Para la figura 1
%Ex=2.75%
%Ey=0.34%
Para la figura 2
%Ex=24.96%
%Ey=19.68%
Para la figura 3
%Ex=7.59%
%Ey=4.34%
CONCLUSIONES
Esta ha sido la practica que mas rapido hemos realizado en el laboratorio, ya que nos resulto muy sencilla y a la vez muy útil. Habíamos estudiado analíticamente los centroides y su obtención mediante formulas pero en la practica nos resulto mas entretenido y pudimos aplicar toda la teoría acumulada en el aula. Me agrado bastante hacer esta practica. La practica resulto muy interesante y de un modo muy practico, determinamos los centroides de las figuras de acrílico, un método del cual yo no tenía conocimiento. Por otra parte el modo analítico resulta muy útil al igual que haciéndolo por autocad, aunque el problema de autocad en si es que se puede hacer solo si se tienen buenos conocimientos del manejo del programa, de lo contrario resulta mas tardado y laborioso. Esta practica me ayudo a comprender mejor lo que es un centroide y las aplicaciones que se le dan.


Pmanometrica= H a – H c Pabsoluta= Pmanometrica + Patmosferica
(2.7cmHg) – (1.0cmHg) = 1.7cmHg (1.7cmHg) + (58.53cmHg) = 60.23cmHg
1/P; tomamos en cuenta la presión absoluta.
1/(60.23cmHg)= 0.0166
1/V; PV;
1/(0.6755cm^3)= 1.4803 (60.23cmHg)(0.6755)= 40.68Cuestionario:
1 ¿Cuales son los parametros o variables que cambian durante el experimento?
• Todas cambian a excepción de la presión atmosférica
2¿Cuales son los parametros o variables que no cambian durante el experimento?
• La presión atmosférica

3¿Cuales son la variables experimentales que se determinan?
• El volumen, la presión manométrica y la presión absoluta
4¿Cómo se determina el volumen del gas?
• Sacando el volumen del cilindro, y ahí dentro como se encuentra el gas, se obtiene el volumen del gas.
5¿Cómo se determina la presión del sistema?
• Obteniendo la presión absoluta, que es la barométrica mas la manométrica.

Conclusiones
En esta practica nos dimos cuenta que el volumen esta asociado con la presión del sistema, mientras mayor sea la altura del gas mayor es el volumen del gas, esto quiere decir que son directamente proporcionales.
También observamos el comportamiento del mercurio a una presión dada, como subía o bajaba según el caso, como lo hayamos manipulado.
Todas estas mediciones fueron un tanto erróneas ya que medimos indirectamente, y no utilizamos el instrumento de medición adecuado.
Bibliografía
• Castellan, G. W. Fisicoquímica. México: Addison-Wesley Iberoamérica
• Adkins, C.J. Termodinamica del equilibrio. España: Reverte


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