DETERMINACION DEL COEFICIENTE ADIABATICO DE UN GAS

Universidad Andrés Bello Facultad de Ecología y Recursos Naturales Departamento de Ciencias Químicas Físico Química I Irma Fuentes !

DETERMINACION DEL COEFICIENTE ADIABATICO DE UN GAS

  Caniuqueo

Integrantes: Vicente Rodríguez Pablo Diego Molina

Introducción En la termodin"mica# se de$ine tra%a&o '() como cual*uier cantidad *ue $luye a través de la $rontera de un sistema durante un cam%io de estado y *ue puede usarse por completo para elevar un sistema en el entorno + Evaluando los e$ectos producidos en el entorno# es *ue podemos determinar  si se ,a producido calor o tra%a&o durante una trans$ormaci-n! as cantidades de tra%a&o y calor dependen del proceso y por tanto# de la trayectoria *ue esta%lece la uni-n de los estados inicial y $inal! .i un sistema altera su volumen de%ido a un cam%io de presi-n# se produce un e$ecto de tra%a&o en su entorno! .i un sistema se somete a cual*uier  trans$ormaci-n cíclica# el tra%a&o generado en el entorno es igual al calor *ue $luye desde el entorno! Una trans$ormaci-n es llamada reversi%le cuando# después de ,a%er  e/perimentado un cam%io de estado y ,a%iendo pasado por una serie de estados intermedios# se ,a vuelto al estado original por esta misma serie de estados en orden inverso# producto de eso el entorno tam%ién ,a regresa a su estado original0 esto solo sucede en sistemas ideales! De manera contraria# si después del ciclo el entorno del sistema ,a cam%iado# la trans$ormaci-n es irreversi%le! 1ara un determinado cam%io de estado# la trans$ormaci-n energética en el sistema depende de su estado inicial y $inal# y no de la trayectoria entre éstos0 dic,o de otra manera# la energía del sistema se conserva en todas las tras$ormaciones! Esto 2ltimo implica *ue pueden estudiarse todos los cam%ios energéticos *ue suceden en un sistema en relaci-n al cam%io de sus propiedades! Dado *ue las trans$ormaciones energéticas pueden ocurrir en términos de presi-n '1)# temperatura '3) o volumen '4)# se considera 2til mantener una de estas varia%les constante y ver como el tra%a&o cam%ia y relaciona con las otras dos! Es el uso de estas varia%les la *ue nos permiten estudiar y comprender los di$erentes procesos de$inidos continuaci-n5 •

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Proceso isotérmico5 1roceso reversi%le reali6ado de manera *ue la temperatura sea constante durante toda la operaci-n# esto signi$ica tam%ién constancia en Energía 'E78)! Proceso isocórico5 1roceso reversi%le reali6ado de manera en *ue el volumen no varíe durante la operaci-n# produciendo así un cam%io de energía *ue corresponde al trans$erencia de calor 'Q) Proceso adiabático5 1roceso termodin"mico *ue ocurre sin el intercam%io de calor ni de masa entre el sistema y el medio! En este proceso la compresi-n da como consecuencia un calentamiento y la e/pansi-n un en$riamiento!

a e/pansi-n adia%"tica es un proceso termodin"mico en el cual un gas se ,ace pasar de una presi-n mayor a otra in$erior sin *ue tome o ceda calor al medio! El tra%a&o se produce# entonces# a e/pensas de la energía interna del

sistema# ,aciendo *ue esta descienda y %a&ando consecuentemente la temperatura del sistema! 1ara un cam%io adia%"tico en un gas ideal Cv d3 7 91op d4 '+) P·Vγ = cte

':)

Donde 1 es la presi-n del gas# 4 su volumen e ; el coe$iciente adia%"tico de un gas •

Coeficiente adiabático de un gas (γ)5 relaci-n e/istente entre el Cp y el Cv de la siguiente manera5 ; 7 Cp < Cv

'=)

.iendo C1 el calor especí$ico molar a presi-n constante y C4 el calor  especí$ico molar a volumen constante! 1ara un gas diat-mico 'como el nitr-geno o el o/ígeno# los principales componentes del aire) ; 7 +!>! Cpm ? Cvm 7 R '>) En este practico de la%oratorio se utili6o el denominado método de comien6os del siglo @4III# Clement ? Dsormes# el cual mediante una e/pansi-n adia%"tica con un cam%io de presi-ny temperatura pero si intercam%iar calor con el entorno# se puede calcular el coe$iciente adia%"tico de un gas# los proceso por *ue el pasa el gas usado en el practico se e/plica en el siguientes gra$ico5

En donde de + a + ocurre un proceso de e/pansi-n adia%"tica con una disminuci-n de temperatura y de las presiones# el paso de + a : corresponde un proceso isocorico en donde el volumen permanece constante pero ,ay un aumento en la presi-n adem"s *ue la temperatura vuelva a la inicial ,aciendo

*ue la uni-n del estado + a : sea un proceso isotérmico! .on estos cam%ios de presiones entre un estado y otro los *ue nos permitir" calcular γ. γ  7 1+1o < 1+91: ') En donde 1+ 7 ,+  1o y 1: 7 ,:  1o# re$erencial

1o7 presi-n ar%itraria

Reempla6ando en '>) nos *ueda *ue5 ; 7 ,+ < ,+ ? ,: ')

 Adem"s se utili6o la siguiente $-rmula para calcular los valores te-ricos5 Cvm 7 =