C+/FICI/0/ ADIA23IC+ D/ GA'/'
2elación con los grados de libertad *a razón de capacidades caloríficas ( para un gas ideal puede estar relacionado con los grados de libertad ( de una mol#cula por lo siguiente
4e puede obser!ar %ue en el caso de un gas monoatómico, con tres grados de libertad
1ientras %ue en un gas diatómico, con cinco grados de libertad (a temperatura ambiente
'or e&emplo la atmósfera terrestre está compuesta principalmente de gases diatómicos (567 nitrógeno (89 y :59; oxígeno (/9 y a condición estándar puede considerarse como un gas ideal. )na mol#cula de un gas diatómico posee cinco grados de libertad (tres translacionales y dos rotacionales, el grado de libertad !ibracional no se tiene en cuenta si no es a grandes temperaturas.
Esto es consistente con las medidas del índice adiabático de aproximadamente de ;.-= (se puede !er en la tabla.
Coeficiente de diltci!n di"#tic p$ dife$ente% &%e% ; 9
C+/FICI/0/ ADIA23IC+ D/ GA'/'
>emp.
?as
γ
>emp.
@;7; A<
;,C6
9-- A<
@6 A<
;,C=
-- A<
9- A<
;,;
;--- A<
?as
"ire seco
γ
>emp.
?as
γ
;,=7
9- A<
8/
;,-
;,==
9- A<
89/
;,=;
;,=C
@;7; A<
;,6 89
;-- A<
B9
;,-
9--- A<
;,-77
;C A<
-- A<
;,=76
- A<
;,=;-
9- A<
;--- A<
;,=C7
9- A<
;,=-
@;;C A<
9--- A<
;,=;7
;-- A<
;,97;
@6 A<
;,
-- A<
;,9=C
9- A<
;,==
;--- A<
;,;C
;C A<
8B=
;,=;-
;,=9
9- A<
;,-
; A<
8e
;,
;,=;-
@;7; A<
;,C
; A<
e
;,
;,6
@6 A<
;,;C
; A<
Gr
;,7
9- A<
;,6
9- A<
;,-
;C A<
4/9
;,9
- A<
;,-=
;-- A<
;,=
=- A<
Bg
;,6
;,-
9-- A<
;,=6
;C A<
<9B
;,99
;,-;
-- A<
;,=
; A<
<=B7
;,;=
9- A<
Be
9- A< ;-- A<
B9/
9-- A< @;7- A<
9
;,-
;,= ;,;
;,=C ;,=9
"r /9
9- A< ;-- A<
"ire seco
El m#todo se basa consta de una masa %ue oscila sobre un !olumen de gas en un tubo !ertical en la boca del recipiente %ue contiene el gas. Esta oscilación se mantiene debido a la presión %ue e&erce el gas, %ue hace %ue el oscilador suba, pero este ba&a ya %ue parte del gas escapa por una ranura. Este proceso se repite de forma continua y pro!oca una !ariación de presión, %ue nos permite hallar el coeficiente adiabático0 *a presión será
4e puede considerar un proceso adiabático ya %ue se lle!a a cabo con relati!a rapidez y por tanto utilizar la ecuación de un proceso adiabático
C+/FICI/0/ ADIA23IC+ D/ GA'/'
3 finalmente, el coeficiente adiabático se puede obtener como
Dónde π > H 9 ω es el período de las oscilaciones. En el Iltimo paso se ha realizado la aproximación p 4 p*, donde p* es la presión del laboratorio, o sea, la presión atmosf#rica0 lo cual implica despreciar el t#rmino debido al peso del oscilador.
'. MATERIA(ES
C+/FICI/0/ ADIA23IC+ D/ GA'/'
• • • • • • • • • • • • • • • •
'inza uni!ersal 9 doble nuez !arilla cuadrada >rípode
). *ROCEDIMIENTO E+*ERIMENTA(
;.J
H tK=--. =.J omar = mediciones.
C+/FICI/0/ ADIA23IC+ D/ GA'/'
M% del o%cildo$
M
).,-'&
Di/et$o del o%cildo$
D
;.;cm
Vol0/en de &%
L
;.;C litros
*$e%i!n ete$io$
'-
;.-;x;-C 'a
*$e%i!n inte$n
'
;.-;=x;-C 'a
Despe&ando de ecuaciones anteriores
RES(TADOS
" '"2" "M2E −2
0.595 × 10 m
¿ ¿
(3.1416 ) × ¿
( 4,6037 × 10− Kg ) × (9.98 m ) 3
5
P=1.01 × 10 Pa+
¿
5
P=1.01 x 10 Pa+ 413.09 Pa 5
P=1.0143 × 10 Pa
T =
t 103 seg. = =0,3433 .1 / s 300 ¿ oscilaciones
s
2
C+/FICI/0/ ADIA23IC+ D/ GA'/' 4 × ( 4.6037 × 10 Kg ) × ( 1.145 × 10 −3
γ =
1
−3
m
3
)
=1,4
2
(0.3433 ) × ( 1.0143 × 105 Pa ) × (0.595 × 10−2 m)4 S
¿ 1.4 −
1.4 /¿ 1.4
∗100 =0
Error =¿ Error H - N '"2" E* BMD2/?E8/ −2 0.595 × 10 m
¿ ¿
( 3.1416 ) × ¿
( 4,6037 × 10− Kg ) × ( 9.98 m ) 3
2
s
5
P= 2 × 10 Pa+
¿
5
P=2 x 10 Pa+ 413.09 Pa 5
P=2.00413 × 10 Pa
T =
t 51 seg . = =0,1717 .1 / s 300 ¿ oscilaciones
4 × ( 4.6037 × 10 Kg ) ×( 1.145 × 10 −3
γ =
1
2
−3
m
3
)
(0.1717 ) × ( 2,00413 × 105 Pa ) × ( 0.595 × 10−2 m )4 S
¿−1.4
1 /¿
∗100 =¿ Error =¿ ❑
=¿
C+/FICI/0/ ADIA23IC+ D/ GA'/'
< '"2" E* /M?E8/ −2
0.595 × 10
¿ ¿
m
(3.1416 ) × ¿
( 4,6037 × 10− Kg ) × (9.98 m ) 3
s
5
P= 1.01 × 10 Pa+
¿
2
5
P=1.01 x 10 Pa+ 413.09 Pa 5
P=1.0143 × 10 Pa
T =
100 seg. t = =0,333 .1/ s ¿ oscilaciones 300
4 × ( 4.6037 × 10 Kg ) × ( 1.145 × 10 −3
γ =
1
−3
2
m
3
)
−2
(0.333 ) × ( 1.0143 × 10 Pa ) × (0.595 × 10 m) 5
=1,49 4
S
¿ 1.49 −
1.4 / ¿ 1.49
∗100 =6,04
Error =¿ Error H ,-
D '"2" E* 8M>2/?E8/ −2 0.595 × 10 m
¿ ¿
(3.1416 ) × ¿
( 4,6037 × 10− Kg ) × (9.98 m ) 3
5
P=1.01 × 10 Pa+ 5
P=1.01 x 10 Pa+ 413.09 Pa
¿
s
2
C+/FICI/0/ ADIA23IC+ D/ GA'/' 5
P=1.0143 × 10 Pa
T =
t 128 seg. = = 0,426 .1/ s 300 ¿ oscilaciones 4 × ( 4.6037 × 10 Kg ) × ( 1.145 × 10 −3
γ =
1
−3
2
m
3
)
−2
=0,91
(0.426 ) × ( 1.0143 × 10 Pa ) × (0.595 × 10 m ) 5
4
S
¿ 0,91−
1.4 /¿ 0,91
∗100 =53,84
Error =¿ Error H C=,7
3. CONC(SIONES
El índice adiabático obtenido por nosotros para el aire, oxígeno y nitrógeno obtu!imos un menor porcenta&e de error, mientras %ue para el hidrógeno fue mayor. "l producirse la expansión adiabática el gas realiza un traba&o a costa de reducir su energía interna lo %ue produce %ue se enfríe. ,. RECOMENDACIONES >omar el tiempo exacto al cumplir las =-- oscilaciones para no obtener
mucho error. 2ealizar !arias experiencias, para de #sta manera reducir el porcenta&e de error.
C+/FICI/0/ ADIA23IC+ D/ GA'/'
>ener cuidado al momento de manipular el gas, para %ue el pistón no se salga. . REFERENCIAS •
1"2/8 3 '2)>>/8, Fundamentos de Fisico%uímica, editorial *imuza, D#cima %uinta reimpresión.
•
'/8O 1)OO/ ?"4>/8 P>ratado de Química FísicaR 9da edición 9---.