Experimento para comprobar la ley de Charles

INTRODUCCIÓN TEÓRICA  la ley de Charles

En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía. Es decir, a presión constante, el volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas: Sí la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta. Sí la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye.

En otras palabras, si llenas un globo con aire, se encogerá (su volumen decrecerá) si lo enfrías y se expandirá (ocupará más volumen) si lo calientas. Esto se debe a que el aire que está dentro del globo, que es un gas, ocupa un menor volumen cuando está frío y un mayor volumen cuando está caliente.

Esto es lo que vamos a demostrar en el siguiente experimento

 MATERIALES

·         globos

·         Recipiente de acero inoxidable

·         agua

·         fuente de calor (placa de inducción)

·         guantes

·         congelador

·         hielo

·         cinta métrica

·         termómetro atmosférico y termómetro de agua

PROCEDIMIENTO

1.- Llenar un globo con aire en una habitación a temperatura ambiente. Se debe dejar espacio para que el gas que está dentro de él se expanda.

2.- Medir la temperatura de la habitación con el termómetro atmosférico

3.- Medir la parte más ancha del globo con cinta métrica, señalando con una circunferencia el lugar de la medición

4.-  Agregar 1 litro de agua en un recipiente grande (cacerola o similar) e introducir el globo en dicho recipiente.

5.-  Observar como al aumentar la temperatura el globo se va inflando dentro del recipiente y retirarlo antes de que pueda explotar

6.- Medir la circunferencia del globo trazada anteriormente y anotar la temperatura del agua

7.- Introducir el globo en el refrigerador y dejarlo durante 1 hora.

8.- Sacar el globo y repetir la medición por el mismo sitio.

9.- Anotar la temperatura del congelador

RESULTADOS Y CONCLUSIONES

TEMPERATURA	MEDIDA CIRCUNFERENCIA GLOBO
AMBIENTE (22 º)
CALOR (40 º)
FRÍO (4º)

Datos obtenidos

Los datos obtenidos reflejan la relación de volumen-temperatura, ya que al elevarse la temperatura del aire dentro del globo causada por el vapor de agua este se expande ya que hay mas movimiento de moléculas generando mas volumen en el interior, por tal motivo se hace mas grande pero al poner el globo a temperaturas friás  este contrae aparentando desinflarse, sin embargo lo que sucede es que hay menos movimiento molecular .

Conclusiones técnicas

Se concluye que si en un sistema a presión constante se aumentar la temperatura también aumentara su volumen y que si disminuye la temperatura el volumen también se reducirá, esto quiere decir que el volumen y la temperatura mantienen siempre su relación en un sistema a presión constante , demostrando la ley de charles a presión constante el volumen ocupado por un gas es directamente proporcional a su temperatura.