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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:
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