FS-200 F´ısica General II UNAH Universidad Nacional Aut´ onoma de Honduras Facultad de Ciencias Escuela de F´ısica Gases Ideales Procesos – C´ alculo de la constante universal de los gases ideales Ingrese a la p´agina: http://galia.fc.uaslp.mx/ medellin/Applets/trabajoGas/procesosGas.htm donde observar´a diferentes formas de un proceso de gas ideal. Procedimiento experimental Proceso Isot´ ermico Comience estableciendo una temperatura de 70.0 K o lo m´as aproximado a este valor (con 2 decimas de diferencia m´aximo) anote el valor anterior y proceda a seleccionar el proceso isot´ermico, una vez hecho lo anterior proceder´a a hacer anotaci´on de cinco (5) puntos cualesquiera dentro de esta isoterma con separaciones notables entre los puntos, los valores a anotar son los pares de volumen y presi´on. N 1 2 3 4 5 Volumen (L) 1 Presi´on (P a) FS-200 F´ısica General II UNAH Proceso Isob´ arico Aqu´ı establecer´a una presi´on de 1.75e + 05 P a (1.75 × 105 P a) o lo m´as aproximado a este valor (con 1 decima de diferencia m´aximo) anote el valor anterior y proceda a seleccionar el proceso isob´arico, una vez hecho lo anterior proceder´a a hacer anotaci´on de cinco (5) puntos cualesquiera dentro de este proceso con separaciones notables entre los puntos, los valores a anotar son los pares de volumen y temperatura. N 1 2 3 4 5 Volumen (L) Temperatura (K) Proceso Iso volum´ etrico Aqu´ı establecer´a un volumen de 4.50 L o lo m´as aproximado a este valor (con 1 decima de diferencia m´aximo) anote el valor anterior y proceda a seleccionar el proceso Iso volum´etrico, una vez hecho lo anterior proceder´a a hacer anotaci´on de cinco (5) puntos cualesquiera dentro de este proceso con separaciones notables entre los puntos, los valores a anotar son los pares de presi´on y temperatura. N 1 2 3 4 5 Presi´on(Pa) Temperatura (K) C´ alculos y resultados Con las series de datos recolectadas anteriormente, y bas´andose en la expresi´on utilizada en los procesos de gases ideales P V = nRT linealicela de acuerdo al proceso y en cada uno de ellos determine por medio de una regresi´on lineal el valor de la constante universal R. La informaci´on a presentar en los c´alculos ser´an los siguientes para cada proceso: 1. Como linealiz´o la expresi´on para dicho proceso, ¿Qui´en en x? y ¿Qui´en es y? as´ı como ¿Qu´e defini´o como la pendiente? 2. Una tabla con la serie de datos obtenidos y otra tabla con los datos linealizados. 3. C´alculos correspondientes a la regresi´on lineal, con los respectivos resultados: el valor central, la incertidumbre absoluta y la incertidumbre relativa porcentual. 4. Presentar la grafica resultante para cada regresi´on lineal, con titulo y sus ejes con las unidades correspondientes. 2 FS-200 F´ısica General II UNAH Ciclo de Carnot Explicaci´ on general Utilizando el mismo simulador trabajaremos el Ciclo de Carnot de la siguiente forma; Estableciendo primero que las isotermas a trabajar para el mismo ser´an de 50.0 K y de 70.0 K dichos datos recordemos quedan sujetos a la aproximaci´on de los mismos tal y como se trabajo en la parte anterior. 1. Comenzaremos nuestro proceso en la isoterma de 70.0 K ubicando el punto con un volumen de 3.00 L y anotaremos la presi´on que se maneja en susodicho punto el cual llamaremos A. Una vez encontrado el punto A se dar´a clic en el bot´on borrar para limpiar el trazo del o los procesos utilizados para llegar a este punto, ahora con suma precisi´on llegaremos al punto de la isoterma con un volumen de 5.00 L sin excedernos de este valor (con 1 decima de diferencia m´aximo) ya que de hacerlo la l´ınea roja que se traza para el proceso no ser´ıa correcta y el valor obtenido para el calor y el trabajo en este proceso no ser´ıa el correcto (en este punto debe anotar la presi´on, el calor y el trabajo realizado) a este nuevo punto lo denominaremos B. 2. Seguido daremos click en borrar y procederemos a pasar a la isoterma de 50.0 K (con 2 decimas de diferencia m´aximo) por medio de un proceso adiab´atico, una vez que lleguemos a este valor sin sobrepasarnos, anotaremos el volumen, la presi´on, el calor y el trabajo (teniendo en cuenta las consideraciones antes mencionadas), denominando este punto C. 3. Ahora borraremos el trazado del procedimiento anterior y con un proceso isot´ermico llevaremos nuestra ubicaci´on hasta un volumen aproximado de 5.00 L (con 1 decima de diferencia m´aximo) una vez hecho esto anotaremos la presi´on en este punto as´ı como el calor y el trabajo realizado en el trazado de este proceso, a este punto lo llamaremos D. 4. Borrando el proceso realizado nuevamente y para finalizar se llegara a la isoterma de 70.0 K (o la aproximaci´on que trabajo usted al principio de esta parte de la practica) o el punto A, vali´endose de un proceso adiab´atico, cuando logre ubicar la isoterma anotara los valores de presi´on y volumen en este punto adem´as del calor y el trabajo realizado en este proceso (NOTA: se ver´a que la presi´on y el volumen difieren un poco de los primeros que usted trabajo, pero siempre anote los valores que le dieron cuando regreso al punto A). En la figura de la par se le muestra como se deber´ıan ver todos los procesos juntos (recuerde no lo puede realizar as´ı debido a como se da la lectura del calor y el trabajo en el simulador). 3 FS-200 F´ısica General II UNAH C´ alculos y resultados 1. Con los puntos registrados, realice los c´alculos del calor y el trabajo en cada proceso (Considere que es un gas monoat´omico γ = 1.67 ) debe considerar que valores anoto para cada par de puntos que forman cada proceso, tome en cuenta que para el proceso DA debe trabajar los u ´ltimos valores encontrados de A. 2. Realice una tabla comparativa entre los valores del calor y trabajo del simulador y los mismos valores pero obtenidos de sus c´alculos. 3. Calcule la eficiencia del ciclo formado vali´endose de los c´alculos que realizo. Cuestionario 1. Compare los valores del calor y el trabajo del simulador con los que usted calculo, explique a que se debe esta diferencia. 2. Mediante la primera ley, muestre porqu´e se absorbe calor en el proceso A→B y porqu´e se desprende en el C →D 3. ¿Influye la elecci´on de gas mono o diat´omico? Si fuera as´ı, diga por qu´e. 4. El ciclo, tal como se realiza, ¿es de una m´aquina t´ermica o de un refrigerador? Respecto a trabajo neto, ¿en qu´e difiere uno del otro? 4
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