Coef Adiabatico Aire Clement-Desormes
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Introducción a la Experimentación en Química Física Grupo 11 y 17 2007-08 Coeficiente adiabático del aire. Método de Clement-Desormes. INFORME Nombre y apellidos: d(H 2 O) / g cm -3 = ______±_____ d(Hg) / g cm -3 = ______±_____ P lab / mm Hg =______±_____ Δh(H 2 O) / mm =____ Columna de agua: h(H 2 O) / mm Columna equivalente de Hg: (P – P lab ) / mm Hg Presión del aire P / mm Hg Exp. h 1 h 2 h 3 P 1 -P lab P 2 -P lab P 3 -P lab P 1 P 2 P 3 γ Δ esc γ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 γ = Δ acc γ = Δγ = Tabla 1. Medidas y datos utilizados en la determinación experimental del coeficiente adiabático del aire, γ, por el método de Clément-Desormes. Los tres estados termodinámicos que se indican son los siguientes: 1 es el estado inicial; 2 es el estado alcanzado tras una expansión adiabática desde 1; y 3 es el alcanzado tras un calentamiento isocoro desde 2. 1. Deduce la expresión ( ) ( ) 3 1 2 1 P P ln P P ln γ = , en donde los estados 1, 2 y 3 son los descritos en el pie de la Tabla 1. 2. Representa cualitativamente los dos procesos realizados (la expansión adiabática 1→2 y el calentamiento isocoro 2→3) en un diagrama P- V y en un diagrama P-T. 3. Completa la Tabla 1. 4. Calcula el error o imprecisión de escala de γ correspondiente al diseño experimental utilizado, Δ esc γ : a. Escribe la expresión del error de escala en función de γ y de las presiones P 1 , P 2 y P 3 y sus imprecisiones, ΔP 1 , ΔP 2 , y ΔP 3 . b. Calcula ΔP 1 en el experimento 4 a partir de los valores de P lab , h 1 , d(H 2 O) y d(Hg) y de sus imprecisiones. Supón que ΔP 2 , y ΔP 3 toman el mismo valor que ΔP 1 , dado que las tres imprecisiones serán del mismo orden de magnitud. c. Calcula el valor de Δ esc γ del experimento 4. Toma este valor como el error de escala correspondiente al diseño experimental utilizado, dado que los Δ esc γ serán del mismo orden de magnitud en todos los experimentos realizados. 5. Escribe, cuidando de expresarlo correctamente, el coeficiente adiabático del aire que has determinado experimentalmente. 6. Utiliza el valor de γ que has determinado para obtener los valores de las capacidades caloríficas molares del aire a presión constante, P C , y a volumen constante, V C . No es necesario que estimes las imprecisiones de éstas.
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Introducción a la Experimentación en Química Física Grupo 11 y 17 2007-08 Coeficiente adiabático del aire. Método de Clement-Desormes. INFORME
Nombre y apellidos:
d(H2O) / g cm-3 = ______±_____
d(Hg) / g cm-3 = ______±_____ Plab / mm Hg =______±_____ ∆h(H2O) / mm =____
Columna de agua:
h(H2O) / mm
Columna equivalente de Hg:
(P – Plab) / mm Hg
Presión del aire
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Exp. h1 h2 h3 P1-Plab P2-Plab P3-Plab P1 P2 P3 γ ∆escγ 1
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γ =
∆accγ =
∆γ =
Tabla 1. Medidas y datos utilizados en la determinación experimental del coeficiente adiabático del aire, γ, por el método de Clément-Desormes. Los tres estados termodinámicos que se indican son los siguientes: 1 es
el estado inicial; 2 es el estado alcanzado tras una expansión adiabática desde 1; y 3 es el alcanzado tras un
calentamiento isocoro desde 2.
1. Deduce la expresión ( )
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PPln
PPlnγ = , en donde los estados 1, 2 y 3 son los descritos en el pie de
la Tabla 1.
2. Representa cualitativamente los dos procesos realizados (la expansión adiabática 1→2 y el
calentamiento isocoro 2→3) en un diagrama P- V y en un diagrama P-T.
3. Completa la Tabla 1.
4. Calcula el error o imprecisión de escala de γ correspondiente al diseño experimental utilizado, ∆escγ :
a. Escribe la expresión del error de escala en función de γ y de las presiones P1, P2 y P3 y
sus imprecisiones, ∆P1, ∆P2, y ∆P3.
b. Calcula ∆P1 en el experimento 4 a partir de los valores de Plab, h1, d(H2O) y d(Hg) y de
sus imprecisiones. Supón que ∆P2, y ∆P3 toman el mismo valor que ∆P1, dado que las
tres imprecisiones serán del mismo orden de magnitud.
c. Calcula el valor de ∆escγ del experimento 4. Toma este valor como el error de escala
correspondiente al diseño experimental utilizado, dado que los ∆escγ serán del mismo
orden de magnitud en todos los experimentos realizados.
5. Escribe, cuidando de expresarlo correctamente, el coeficiente adiabático del aire que has
determinado experimentalmente.
6. Utiliza el valor de γ que has determinado para obtener los valores de las capacidades caloríficas
molares del aire a presión constante, PC , y a volumen constante, VC . No es necesario que
estimes las imprecisiones de éstas.
