COLEGIO DE BACHILLERATO DEL ESTADO DE

PUEBLA

Director: Juan Manuel Zepeda MontielSubdirector: José Ramón Jiménez Anaya

Profesora: Jenny Mariana Méndez González

Trabajo de Investigación

las divasIntegrantes:

Anzúrez Noriega Andrea LilianaGarcía Rivera Michelle

Herrera Jimenez Karla DanaelPérez Cortés Jessica Trinidad

Reyes Morales Mónica

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ÍNDICE

• Portada ……….1

• Índice …………..2

• Justificación …..3

• Objetivo …………4

• Marco teórico ……5

• Bibliografia ………26

• Conclucion……….272

JUSTIFICACIÓN

Imaginen que este año, en calidad de estudiantes de grado

11º, deben prestar su labor social como monitores de

prácticas de ciencias naturales en los grados 5º de las

distintas sedes, y se les comunica que deben preparar para

dentro de un mes, tres demostraciones que permitan a

dichos estudiantes entender fácilmente tres fenómenos

cotidianos relacionados con los gases:

La respiración en el ser humano

El inflado espontáneo de un balón de basquetbol que al

iniciar un partido está algo desinflado, y que a pesar de no

inflarse por falta de una bomba, al terminar se nota inflado

La cocción rápida de los alimentos en una olla a presión

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4

MARCO TEÓRICO

Ley de Robert Boyle y Edme

Mariotte

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GRAFICAS

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Fue un filósofo natural, químico,

físico e inventor irlandés. Pionero

de la experimentación en el campo

de la química trabajó en la

universidad de Oxford

Formuló la ley de Boyle

Los experimentos de Boyle sobre

los gases mostraban un panorama

halagador para los atomistas de

esa época, pero Boyle aun creía en

la transmutación de los metales

P1V1=P2V2

Robert Boyle(1627-1691)

http://www.youtube.com/wtch?v=Nk8audj7R5A7

FORMULACIÓN DE LA LEY

La ley de Boye forma las leyes de los gases, que describen la

conducta de un gas ideal.

Hace referencia a la relación entre el volumen y la presión de

un gas a temperatura constante. En éstas condiciones,

ambas magnitudes son inversamente proporcionales

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PROBLEMA

Un globo se encuentra a una presión de 500mmHg

y tiene un volumen de 5L ¿Qué volumen ocupará si

la presión es de 600mmHg?

Fórmula: V1P1 = V2P2

Despeje: V2 = V1P1/P2

Sustitución: V1P1/P2 = (5L)(500mmHg)/600mmHg

= 2500LmmHg/600mmHg =

Resultado: 4.166 L

http://www.youtube.com/watch?v=vQi1Sqt6E4U9

EDME MARIOTTE

Físico francés. Fue el que descubrió el

punto ciego del ojo.

Fue uno de los primeros miembros de la

academia francesa de las ciencias

botánicas.

En 1676 formulo la ley de Boyle de forma

independiente y más completa que éste al

establecer que la presión y el volumen de

un gas son inversamente proporcionales si

se mantiene constante su temperatura.

Principio que actualmente se conoce como:

Ley de Boyle-Mariotte

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LEY DE EDMME MARIOTTE

A temperatura constante el volumen de un gas es

proporcional al inverso de la presión dicho de otro

modo el producto de la presión por el volumen es

constante cuando la temperatura no varia

Expresión matemática:

PV=K

P1V1=P2V2

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PROBLEMA DE LA LEY BOYLE-MARIOTTE

4.0 L de un gas están a 600.0 mmHg de presión. ¿Cuál será su nuevo volumen si aumentamos la presión hasta 800.0 mmHg?Solución: Sustituimos los valores en la ecuación P1V1 = P2V2.

(600.0 mmHg)(4.0 L) =(800.0 mmHg) (V2)Si despejas V2 obtendrás un valor para el nuevo volumen de 3L.1. Se desea comprimir 10 litros de oxígeno, a temperatura ambiente y una presión de 30 kPa, hasta un volumende 500 mL. ¿Qué presión en atmósferas hay que aplicar?P1= 30 kPa (1 atm / 101.3kPa) = 0.3 atm500 mL= 0.5L.P1V1= P2V2P1= 0.3 atmV1= 10 LV2= 0.50 LDespejamos P2 y sustituímos.P2=P1 (V1/V2)P2= 0.3 atm (10L / 0.50L)= 6 atm

http://www.youtube.com/watch?v=lJj6cxsIhe412

JACQUES CHARLES (1746-1823)

Inventor científico y matemático francés.

Rompió el record de globo aerostático el 27 de agosto de

1783 logró elevarse hasta una altura de 1.000 m

Invento varios dispositivos entre ellos un decímetro también

llamado hidrómetro, aparato que mide la gravedad especifica

de los líquidos.

Descubrió la ley de expansión de los gases (1787)

Fue profesor de física hasta su muerte

Propuso la utilización del hidrogeno que era el gas más ligero

que se conocía como medio mas eficiente que el aire para

mantener los globos en vuelo

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DESCUBRIMIENTOS IMPORTANTES

Su descubrimiento más importante fue en realidad un

redescubrimiento ya que 1887 retomo un trabajo anterior de

Montons y demostró que los gases se expandian de la misma

manera al someterlos a un mismo incremento de temperatura

Estudió por primera vez la relación entre volumen y

temperatura de una muestra de gas a presión constante y

observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen

del gas también aumentaba y al enfriarlo el volumen

disminuía

FORMULA MATEMATICA:

V/T=K

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PROBLEMA DE LA LEY DE CHARLES

Una muestra del gas dióxido de nitrógeno [NO2(g)], ocupa 5.1 L a 90 °C. Calcula el volumen que ocupará el gas a 132 °C, si la presión se mantiene constante (P = 760 torr).

Solución

V = kT

si la masa del gas y la presión permanecen constantes el k es el mismo por lo que se puede decir lo siguiente:

(V1/T1) = (V2/T2)

Parece ser que este es el caso de nuestro ejercicio

(5.1 Litros/90°C) = (V2/132°C)

Pero esto no se cumple y esto lo observo Jacques Charles y si ves la ley de Charles esto es debido a que la temperatura debe ser tomada en Kelvins, ya que esta escala de temperatura esta directamente relacionada con la energía interna del sistema y por ello también es conocida como una de las escalas absolutas, teniendo en cuenta esto la ecuación se transforma en la siguiente:

(5.1 Litros/363.15 K) = (V2/405.15K)

V2 = (5.1 L * 405.15K)/363.15K

V2 = 5.69 Litros

https://www.youtube.com/watch?v=hzC3HYozKkg15

LEY DE GAY LUSSAC

Quimico y fisico frances

Además de ocupar cargos políticos de importancia, Gay-Lussac

fue catedrático de Física

En 1802 publicó los resultados de sus experimentos que, ahora

conocemos como Ley de Gay-Lussac.

En el campo de la física llevó a cabo, en 1804, dos ascensiones

en globo, hasta altitudes de 7.000 metros, en las que estudió la

composición de las capas altas de la atmósfera y el magnetismo

terrestre.

Entre 1805 y 1808 dió a conocer la ley de los volúmenes de

combinación, que afirma que los volúmenes de los gases que

intervienen en una reacción química (tanto de reactivos como de

productos) están en la proporción de números enteros sencillos.16

LEY DE VOLÚMENES DE COMBINACIÓN

Esta ley establece, que, a volumen constante, la presión de

una masa fija de un gas dado es directamente proporcional a

la temperatura Kelvin.

Si el volumen de una cierta cantidad de gas a presión

moderada se mantiene constante, el cociente

entre presión y temperatura (Kelvin) permanece constante:

PT=k3

o también:

P=k3T

P es la presión

T es la temperatura absoluta

(es decir, medida en Kelvin)

k3 la constante de proporcionalidad17

PROBLEMA

Un gas, a una temperatura de 35°C y una presión de

440 mm de Hg, se calienta hasta que su presión sea de

760 mm de Hg. Si el volumen permanece constante,

¿Cuál es la temperatura final del gas en °C?

Vamos a colocar nuestros datos:

440 mm de Hg.

35°C + 273 = 308 °K

760 mm de Hg.

T2= 532°K-273= 259°C

https://www.youtube.com/watch?v=c7ijSHKNYLM

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PROBLEMA

A presión de 17 atm, 34 L de un gas a temperatura constante experimenta un cambio ocupando un volumen de 15 L ¿Cuál será la presión que ejerce?

Solución:

Primero analicemos los datos:

Tenemos presión (P1) = 17 atm

Tenemos volumen (V1) = 34 L

Tenemos volumen (V2) = 15 L

Claramente estamos relacionando presión (P) con volumen (V) a temperatura constante, por lo tanto sabemos que debemos aplicar la Ley de Boyle y su ecuación (presión y volumen son inversamente proporcionales):

Reemplazamos con los valores conocidos

Colocamos a la izquierda de la ecuación el miembro que tiene la incógnita (P2) y luego la despejamos:

Respuesta:

Para que el volumen baje hasta los 15 L, la nueva presión será de 38,53 atmósferas.

https://www.youtube.com/watch?v=YIWB04jV-So 19

LEY GENERAL DE LOS GASES

La ley combinada de los gases o ley general de los gases es una ley de los gases que combina la ley de Boyle, la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac. Estas leyes matemáticamente se refieren a cada una de las variables termodinámicas con relación a otra mientras todo lo demás se mantiene constante. La ley de Charles establece que elvolumen y la temperatura son directamente proporcionales entre sí, siempre y cuando la presión se mantenga constante. La ley de Boyle afirma que la presión y el volumen son inversamente proporcionales entre sí a temperatura constante. Finalmente, la ley de Gay-Lussac introduce una proporcionalidad directa entre la temperatura y la presión, siempre y cuando se encuentre a un volumen constante. La interdependencia de estas variables se muestra en la ley de los gases combinados, que establece claramente que

La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante.

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GASES IDEALES

La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura en un gas ideal. Los gases realesque más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.

En 1648, el químico Jan Baptist van Helmont creó el vocablo gas, a partir del término griego kaos (desorden) para definir las génesis características del anhídrido carbónico. Esta denominación se extendió luego a todos los cuerpos gaseosos y se utiliza para designar uno de los estados de la materia.

La principal característica de los gases respecto de los sólidos y los líquidos, es que no pueden verse ni tocarse, pero también se encuentran compuestos de átomos y moléculas.

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PROBLEMA

El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 200

cm3 a la temperatura de 20ºC. Calcula el volumen a 90ºC si

la presión permanece constante.

Como la presión y la masa permanecen constantes en el

proceso, podemos aplicar la ley de Charles y Gay-Lussac:

El volumen lo podemos expresar en cm3 y, el que

calculemos, vendrá expresado igualmente en cm3, pero la

temperatura tiene que expresarse en Kelvin.

https://www.youtube.com/watch?v=lKVyn7BSZ8g

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EVIDENCIAS

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EVIDENCIAS

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EVIDENCIAS

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EVIDENCIAS

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BIBLIOGRAFIA

-Rosa María C. R. (2005). Química 2. México D.F:

Editorial Santillana.

-José Antonio C. M. (2003). Química 1. México:

Editorial Esfinges.

-Victor Manuel Ramírez Regalado (2013 ). Quimica

1 Azcapotzalco Mexico D.F Editorial Patria

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CONCLUCIONES

Anzúrez Noriega Andrea Liliana: las leyes de los diferentes cientificos y/o

fisicos nos sirven para entender mejor los fenomenos fisicos que pasan en

nuestro entorno.

Garcia Rivera Michelle: los temas vistos durante las clases de las diferentes

leyes que hay aprendi cosas interesantes y nuevos ejercicios que dia con

dia aplicamos.

Herrera Jimenez Karla Danael: el tema me sirvio de mucho para diferenciar

las leyes de los cientificos ya que me sirven para resolver problemas

Perez Cortes Jessica Trinidad: estas leyes son de mucha ayuda para cada

uno de los problemas que se nos presenten mientras que el tema sea

diferentes leyes.

Reyes Morales Monica: se me hizo interesantes los temas por que de cada

ley que vimos hisimos ejercicios que nos ayudan en nuestra vida cotidiana.

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