Ley de Boyle

Escuela Superior Politécnica del Litoral

Instituto de ciencias Físicas

Curso Nivel 200-II 2009-2010

Laboratorio de Física B

Práctica Nº: 11

Título: Ley de Boyle

Nombre: Carlos Patricio Duran Salazar

Fecha: Lunes 26 de octubre del 2009

Paralelo: 5

Profesor: Ing. Bolívar Flores

Objetivos:

Demostrar la ley de Boyle.

Resumen:

En esta experiencia vamos a demostrar la ley de Boyle en la cual afirma que el volumen de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional a su presión, en al cual vamos a utilizar el aparato de Boyle que es un pequeño tuno en un escalonado en la cual en su interior se encuentra mercurio en la cual vamos a tener la precaución al nivelar los puntos del mercurio. Además en el laboratorio de física B, vamos realizar las siguientes descripción lo que es esta ley y a realizar las mediciones.

Introducción:

La ley de Boyle-Mariotte relaciona la presión de un gas con el volumen que éste ocupa cuando la temperatura permanece constante. Es la ley experimental que se emplea en los libros de Física elemental para introducir la ley general de los gases. Existen en la bibliografía numerosos dispositivos para comprobarla. El experimento que proponemos puede realizarse en un laboratorio, como experiencia de alumnado.

Marco Teórico:

La Ley de Boyle-Mariotte (o Ley de Boyle, como se la conoce a veces) es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante y dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión

V = k/P ó bien V·P = k, siendo k constante.

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Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. El valor exacto de la constante k no es necesario conocerlo para poder hacer uso de la Ley; si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:

P1·V1 = P2·V2

Procedimiento Experimental:1. Abrir la llave que se encuentra en la parte superior, despacio.2. Poner a la misma altura ambos puntos del mercurio.3. Cerrar la llave lentamente4. Variar las alturas (5 veces).5. Medir H y anotar los datos en la Tabla.6. Medir h y anotar los datos en la Tabla.

Gráficos:

Datos:

H1= 740mm - 717mm = 23 mm

H2= 760mm- 722mm = 38 mm

H3= 780mm - 727mm = 53 mm

H4= 800mm - 733mm = 67 mm

H5= 820mm- 739mm = 81mm

h1= 977mm - 717mm = 260 mm

h2= 977mm - 722mm = 255 mm

h3= 977mm - 727mm = 250 mm

h4= 977mm - 733mm = 244 mm

h5= 977mm - 766mm = 238 mm

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Cálculos:

PGAS=P0+ ρHg gH

P1=(1.05 ×105 N

m2 )+(1300 Kg

m3 )(9 8m

s2 ) (23 ×10−3

m)=104.36 ×103

Pa

P2=(1.05 ×105 N

m2 )+( 1300 Kg

m3 )(9 8m

s2 ) (38 ×10−3

m)=106.36 ×103

Pa

P3=(1.05 ×105 N

m2 )+( 1300 Kg

m3 )(9 8m

s2 )(53 ×10−3

m)=108.36 ×103

Pa

P4=(1.05 × 105 N

m2 )+( 1300 Kg

m3 )(98m

s2 ) (67 ×10−3

m )=110.22×103

Pa

P5=(1.05 × 105N /m2 )+( 1300 Kg

m3 )(9 8 m

s2 )(23 × 10−3

m )=112.09× 103Pa

V= π ∅2

4h

V=π (7.7 ×10−3m )2

4(260 × 10−3 m )=1.21 ×10−5 m3

V=π (7.7 ×10−3m )2

4(255 × 10−3 m )=1.18 ×10−5m3

V=π (7.7 ×10−3m )2

4(250 × 10−3 m )=1.16 ×10−5 m3

V=π (7.7 ×10−3m )2

4(244 ×10−3 m )=1.13 × 10−5 m3

V=π (7.7 ×10−3m )2

4(238 × 10−3 m )=1.10 ×10−5m3

Resultados:

1. Complete la tabla de datos mostrada.

H(m) PGAS(N/m2) h(m) V(m3) 1/V(1/m3)

23× 10-3 104.36× 103 260× 10-3 1.21× 10-5 0.82× 10-5

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38× 10-3 106.36× 103 255× 10-3 1.18× 10-5 0.84× 10-5

53× 10-3 108.36× 103 250× 10-3 1.16× 10-5 0.86× 10-5

67× 10-3 110.22× 103 244× 10-3 1.13× 10-5 0.88× 10-5

81× 10-3 112.09× 103 238× 10-3 1.10× 10-5 0.90× 10-5

2. Graficar PGAS(N/m2) vs 1/V(1/m3) .3. Calcule la pendiente con su respectiva incertidumbre (m ± δm).

m=(108.36−104.36)×103

(0.86−0.82)×10−5 =1.01 ×108

δm = 0.15×108

m = (1.01 ± 0.15) × 108

4. Conociendo la temperatura ambiente To, encuentre # el de moles (n) de aire.

n= kRT

= 1.01×108

(0.0821 )(301.5)=4×10−4 moles

5. ¿Que sucede con el volumen de la masa fija de gas, a medida que aumenta la presión?Se reduce el volumen de la masa

6. ¿Qué sucede con el volumen de la masa fija de gas a medida que aumenta la presión?Se genera una alta presión.

Discusión:

En la experiencia se puso en práctica la ley de Boyle, el cual se afirma que el volumen de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional a su presión. Pero sin embargo nos vota una pequeña estimación de error debido a que, principalmente las alturas no han sido bien igualadas en los puntos del mercurio y que además no se hizo en un sistema bien aislado.

Conclusión:

Gracias a este experimento pudimos demostrar no solo la ley de Boyle sino que también que para este gas en es un proceso isotérmico y por lo que también apreciamos la grafica P vs V, pero la linealizamos para poder calcular su pendiente con su respectivo

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δm=|∂m∂ p

|δP+|∂ m∂ v

|δV




error de propagación. Además con respecto al ambiente no fue un sistema aislado sino que simplemente trabajamos con una temperatura constante que es la del ambiente.

Bibliografía:

http://fernandez-ocampo-zogby.blogspot.com/2009/02/informe-de-laboratorio-1.html

http://www.scribd.com/doc/4876985/Informe-de-Fisica-Mecanica MARK W AUTOR ZEMANSKY, HUGH D AUTOR YOUNG (2004) – Física

Universitaria Undécima edición. Jerry D Wilson, Anthony J Buffa, Bo Lou (20003)- College Physic

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