TERMOQUIMICA INF. 03 TERMODINAMICA DE GASES.pdf

UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTNEZ DE MAYOLO FACULTAD DE INGENIERA DE MINAS, GEOLOGA Y METALURGIA

INGENIERA DE MINAS

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INFORME DE LABORATORIO N 03 TERMODINMICA

DE GASES

I. OBJETIVO

Determinar las funciones termodinmicas en un proceso isotrmico para un gas ideal (aire).

II. FUNDAMENTO TERICO

Trminos:

- Calor (Q)

Energa absorbida o liberada durante un proceso termodinmico;

cuando el calor es liberado por el sistema se considera negativo, y

cuando es absorbido se considera positivo.

- Trabajo (T)

Variacin experimentada en su volumen durante una expansin o

comprensin del sistema en un proceso termodinmico. Es positiva

cuando es realizado por el sistema y negativo cuando es sobre el

sistema.

W = PV

- Energa interna (E)

Energa que poseen las molculas de un gas. Constituidas por la

energa cintica, energa potencial, energa de rotacin, etc. La

variacin de esta energa depende nicamente de la temperatura

absoluta y es independiente de la trayectoria o proceso que sufre el

gas.

- Entalpa ()

Calor absorbido o liberado durante una reaccin qumica,

manteniendo la presin constante. Para slidos y lquidos la H es

igual a la variacin de energa interna; para los gases se tiene:

H = E + PV


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- Entropa ()

Medida del estado de desorden de un sistema. Todo sistema aislado

tiende siempre a un estado de mayor desorden o mayor entropa. La

variacin de entropa para un gas es mayor que para un lquido y este

para un slido.

S =dQ

T

Proceso reversible

Es toda transformacin en que el sistema se encuentra infinitamente

prximo a un estado de equilibrio. Los procesos: isotrmico, isobrico,

adiabtico son procesos reversibles.

Una de las ms fundamentales manifestaciones, en la naturaleza es

la energa que acompaa a todos los cambios y transformaciones. La

forma ms frecuente en que aparece la energa y a la que tienden

todas las dems es el calor, adems la energa mecnica, elctrica,

qumica, radiante que se encuentran almacenadas en todas las

sustancias: De esta interrelacin entre energas, constituyen el objeto

de la termodinmica.

III. MATERIALES Y REACTIVOS

- Armar el equipo que se muestra en la figura.

- Una cinta mtrica. - Un termmetro.

- Una probeta de 10Ml. - Una cocina elctrica.

- Agua destilada.


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IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Armar el equipo que se muestra en la figura Una cinta mtrica Un termmetro Una probeta de 10mL Una cocina elctrica Agua destilada

V. CLCULOS Y RESULTADOS

Datos experimentales

Volumen muerto: Vm= 3 ml Temperatura del agua en la ampolla: T= 21 oC PvH2O(21 oC) = 18,85 mmHg

Temperatura de ebullicin del agua: T= 88 oC PvH2O(88 oC) = Patm = 487,1 mmHg 1mH2O = 100 CmH2O = 7,35 CmHg = 73,5 mmHg

Posiciones de la ampolla de nivel y volumen del gas A (solo tres puntos)

Punto (1): presin manomtrica (1) = 36.75 mmhg Vhg(1) = 35 ml

Punto (2): presin manomtrica (2) = 0 mmHg Vhg(2) = 37.4 ml

Punto (3): presin manomtrica (3) = -36,75 mmH Vhg(3) = 39,8 ml


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Punto 1 V gh (1) = 35ml; V gas seco

=

V gas hmedo

V gas hmedo x

V gas hmedo

P man.(1) = 50 cm (H2O)x 73,5mmHg/100cm(H2O) = 36,75 mmHg PT =Pabsoluta = Pgas hmedo(1) = Patm + Pman = 487,1mm Hg + 36,75mmHg

PT = 513,85 mmHg

Pgas seco = 1 + PV H2O Pgas seco = Pgas hmedo - PV H2O = 523,85 mmHg 18,65 mmHg

Pgas seco = 505,2 mmHg V gh (2) = 37.4 mL Punto 2 P man.(2) = 0 cm (H2O) = 73,5mmHg/100cm(H2O) = mmHg

PT =Pabsoluta = Pgas hmedo(2) = Patm + Pman = 487,1mm Hg + ommHg

PT = 487,1 mmHg Pgas seco (2) = Pgas hmedo (2) - PV H2O = 487,1 mmHg 18,65 mmHg

Pgas seco (2) = 468, 45 mmHg V gh (3) = 39,8 mL Punto 3 P man.(3) = = -50 cm (H2O)x 73,5mmHg/100cm(H2O) P man.(3) = -36, 75 mmHg

P gh.(3) = PT = Patm + Pman =487,1mm Hg = 450,35 mmHg Pgas seco (3)= Pgas hmedo (3) - PV H2O = 450,35 mmHg 18,65 mmHg Pgas seco (3) = 431,7, 45 mmHg


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AHORA

Para

V gas seco 1 = 35mL x (505,2 mmHg

582,85 ) = 23,75 mL

Para

V gas seco 2 = 37,4mL x (468,45 mmHg

487,1 ) = 35,97 mL

Para

V gas seco 3 = 39,8 mL x (431,7 mmHg

450,35 ) = 38,15 mL

RESUMEN 2:

PUNTO PGAS SECO (mmHg)

VGAS SECO (mL)

PGAS SECO (atm)

VGAS SECO (L)

1 505,2 33,75 0,665 0,034

2 468,45 35,97 0,616 0,036

2 431,7 38,15 0,563 0,038

Grfico 1 P vs V mostrado en anexo RESUMEN 2:

PUNTO PGAS SECO VGAS SECO PGAS SECO x VGAS SECO

1 0,665 0,034 0,022

2 0,616 0,036 0,022

3 0,568 0,038 0,022

Grfico 2 PV vs P mostrado en anexo EN BASE AL ORDEN SIGUIENTE:

A) 1 2

B) 2 3

C) 1 3

CALCULAR TODAS LAS FUNCIONES TERMODINMICAS: Q, E, S, W, H, A, G

1) Calculamos el # de moles del aire con los datos del punto 2

n = (2 2

2)

n = 9,19 x 10-4 T = Cte E = 0 W= n R T ln( v2/ v1) = 0,031 cal Q = W

1

2

3

3


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H = 0 S = 1, 0 x 10-4

A = -W G = n RT ln (p2/p1) = -0,041 cal Tramo 1 - 2

W= nRT Ln (v2

1) = 9,19x 10-4 x 1,987 cal/mol.K x294 K Ln(

0,036

0,034)

W = 0,03069 cal = Q S = -n RT ln (p2/p1) S = 1,34 X 10-4 cal/ K A = -W = -0,03069 cal G = n RT ln (p2/p1) G = -0,03947

Tramo 2 - 3

W= nRT Ln (v2

1) = 9,19x 10-4 x 1,987 cal/mol.K x294 K Ln(

0,038

0,036)

W = 0.029026 cal = Q S = -n RT ln (p2/p1) S = 1.48 X 10-4 cal/ K A = -W = - 0.029026 cal G = n RT ln (p2/p1) G = -0,04355 cal


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VI. CONCLUCIONES

La termodinmica de gases es un proceso que nos ayuda a determinar

el proceso isotrmico

Se concluye que en procesos isotrmicos para gases ideales

observamos que los trabajos realizados en cada punto son diferentes

Se concluye entonces que uno de los parmetros ms influyentes en la

termodinmica es la temperatura.

VII. RECOMENDACIONES

Se recomienda para los clculos tener en cuenta los procedimientos

usados

Por otra parte se recomienda que los resultados obtenidos no

necesariamente coincidirn con los resultados, encontrados

tericamente ya que se a obviado muchos otros paramento.

VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Gaston Pons Musso FISICOQUIMICA 2008.

Frederick Lohgo QUIMICA GENERAL

Harry B. Gray PRINCIPIOS BASICOS DE LA QUIMICA.

Castellan G. Fisicoqumica 2da. Edicin. Ed. Fondo Educativo

Interamericano, EEUU, 1987, pg: 106, 144. 312-313;324,337


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IX. ANEXOS

X. SOLUCIN DE PREGUNTAS

a. Enumere los objetivos especficos del experimento


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