11 octubre 2011

Ley de Jacques Charles (1787) : Proceso isobarico

Físico francés, fue pionero de los vuelos con globos que contienen gases calientes o globos aerostáticos. Charles, con ciertas limitaciones económicas, nunca llegó a publicar su trabajo. Gay-Lussac lo encontró por casualidad. Repitió el trabajo de Charles y lo publicó en 1802.

Charles en 1873, logró elevar un globo aerostático con un hombre. Este hecho impresionó tanto a Luis XVI, que le montó un laboratorio en la Sorbona.

La ley de los gases podemos plantearla de la siguiente manera:

Para cierta masa gaseosa (n = cte.), si la presion es constante (proceso isobárico), entonces su volumen varia en forma directamente proporcional a la temperatura

Por lo tanto una muestra de gas se expande cuando se calienta, y se contrae cuando se enfria.

proceso isobarico

Explicación según la teoria cinetica molecular : Al aumentar la temperatura, la energía cinética de las moléculas aumenta, pero este aumento de la velocidad de las moléculas se compensa con el aumento de espacio que debe recorrer para colisionar (al aumentar el volumen), por lo que la frecuencia de choques o colisiones no se altera; por lo tanto, la presión no varia. En conclusión, el volumen varia directamente proporcional a la temperatura.

La relación del volumen y temperatura absoluta quedaría expresada de la siguiente forma:

V / T = Kp

Donde Kp es una constante de proporcionalidad.

Para dos estados, inicial (1) y final (2), será:

proceso isobarico 1 Graficando V vs T:

grafica isobara

P1 = P2 = P

La recta llamada isóbara, esta formada por infinitos puntos (cada punto es un estado particular del gas) que se encuentran a la misma presión, cuya magnitud es P.

Observamos que a 0°K (cero kelvin), la presión del gas es cero, lo que justifica porque dicha temperatura hipotética no existe movimiento molecular.

Ejemplo:

A presión constante, un volumen de 600 cm3 de gas sufre un calentamiento de 104°F á 122°F. ¿Cuál es el nuevo volumen que ocupa el gas?

Solución:

Si la presión es constante, entonces se cumple la ley de charles.

proceso isobarico 1

Primero convertimos las temperaturas de grados °F (farenheit)  a grados Kelvin.

104°F = 313°K

122°F = 273°K

Reemplazamos dichas temperaturas en la ecuación sabiendo que el volumen 1 = 600 cm2

600 cm3 / 313°K  = V2 / 273°K

V2 = 619.17 cm3

VER TODO EL TEMARIO DE ESTADO GASEOSO

2 comentarios

Gracias me ayudo mucho

Y de donde se obtuvo el resultado de V2 = 619.17 cm3??? Alguien Por Favor!