Coeficiente Adiabático de Gases

C+/FICI/0/ ADIA23IC+ 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 diltci!n di"#tic p$ dife$ente% &%e% ; 9

C+/FICI/0/ ADIA23IC+ D/ GA'/'

>emp.

?as

γ

>emp.

 @;7; A<

;,C6

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<



;,-
;,= ;,;


;,=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

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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

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• • • • • • • • • • • • • • • •

'inza uni!ersal  9 doble nuez  !arilla cuadrada >rípode
). *ROCEDIMIENTO E+*ERIMENTA(

;.J H tK=--. =.J omar = mediciones.

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M% del o%cildo$

M

).,-'&

Di/et$o del o%cildo$

D

;.;cm

Vol0/en de &%

L

;.;C litros

*$e%i!n ete$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/ ADIA23IC+ 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/ ADIA23IC+ 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/ ADIA23IC+ 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.

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>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---.