UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE HONDURAS GASES IDEALES LABORATORIO VIRTUAL FISICA GENERAL II

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE HONDURAS GASES IDEALES LABORATORIO VIRTUAL FISICA GENERAL II A. I FLUE CIA DE PRESIÓ, VOLUME Y TEMPERATURA E U GAS IDEAL 1. EXPLICACIÓN GENERAL 1) Ingrese a la página: donde observará un gas (con pocas moléculas a fin de facilitar el ver el movimiento de ellas) en el interior de un cilindro con un pistón móvil: A la izquierda, un termómetro, y, conectado al cilindro, un pequeño recipiente que permite aumentar la cantidad de gas (amarillo) adentro del cilindro.

2 2) Los botones de la parte inferior, le permiten controlar temperatura, presión y número de moléculas del gas: 3) El pistón del cilindro subirá o bajará según las condiciones que usted establezca con esos botones antes señalados. 2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL 1) Comience asignando valores T = 50, P = 15 y N = 30 y observe el movimiento del pistón. 2) Fijándose especialmente en los valores que da el applet para el volumen, conforme cambian las otras variables, analice los procesos que se indican: a. Isobárico: Mantenga la presión constante (en P = 15) y varíe la temperatura como se muestra en la tabla. Anote los correspondientes valores de volumen que da el applet Temperatura: Volumen: b. Isotérmico: Mantenga ahora invariada la temperatura (en T = 50) y cambie la presión (según la tabla ); registre los valores de volumen. Presión: Volumen: c. De variación de la cantidad de gas: Cambie ahora N ( a los valores N = 15 y después a N = 45) manteniendo P y T constantes. Temperatura Presión N Volumen

3 3. RESULTADOS Y CUESTIONARIO 1) Grafique V vs. T para el proceso isobárico. Explique el porqué de la forma de la curva obtenida. Calcule la pendiente y explique que significado físico tiene ese valor que calculó. 2) Grafique P vs. V para el proceso isotérmico Explique el porqué de la forma de la curva obtenida. Grafique P vs. V -1, calcule la pendiente y explique que significado físico tiene ese valor que calculó. 3) Para cada proceso a., b. ó c. de 2. 2) calcule y escriba los valores de volumen obtenidos y mediante una tabla, compárelos con los que da el applet y de una razón válida para justificar las diferencias. 4) Mediante el click del mouse sobre cada botón, determine los que podríamos llamar errores instrumentales para P, T y N. B. CICLO DE CAR OT 1. EXPLICACIÓN GENERAL 1) Entre a: 2) En esta sección sobre Ciclo de Carnot a la subsección Actividades: se le presentará el applet que sigue:

4 3) Analícelo con calma, pues presenta una buena cantidad de información y de variables. En concreto: a. Las variables P, V, T para cada proceso señalado como A, B, C o D. (Es claro que no va a poder manejar más que las relativas a algunos de los procesos, pues el resto quedan obligadas por éstas). Los estados antes señalados con letras mayúsculas corresponden a los que observa en la siguiente figura: b. En la parte izquierda del applet se muestra la información relativa a las variables características en la formulación de la primera ley. Los colores para W y Q representan los signos positivo (azul) o negativo (rojo) que presentan estas variables según el proceso a que hagan referencia. Arriba se dan sus valores instantáneos Veálo a continuación: c. El diagrama para el ciclo incluye un punto rojo que se va moviendo señalando así el estado por el que se va pasando. Este corresponde (como se ve abajo del digrama P-V) al movimiento del pistón a izquierda y derecha en el cilindro. c. d. El gas también se puede apreciar a través de puntos azules en el interior. Finalmente se puede seleccionar el tipo de molécula del gas de trabajo.

5 2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Y CÁLCULOS CONEXOS 1) Analice el ciclo usando como valores iniciales los que presenta el applet 2) Considere los estados intermedios que se citan a continuación y calcule las variables que se solicitan relativas a ellos: Estado A: V = 14, P = 3; cálculo de T Estado B: V = 9; P = 4; cálculo de U (proceso: B C) Estado C: V = 6; P = 6.8; cálculo de Q (proceso: C D) Estado D: V = 4; P = 15.2; cálculo de W (proceso: D A) 4) Compruebe sus cálculos con los valores que da el applet para esos estados intermedios. 5) Construya ahora dos ciclos con eficiencia 18 % Uno con T = 400 K El otro de modo que W neto = 60 atm.l y r = V B /V A = 3 3. CUESTIONARIO 1) Compare los valores pedidos en 2. 2) con los que da el applet y dé una medida del error que presenta el applet en las variables que calculó. 2) Mediante la primera ley, muestre porqué se absorbe calor en el proceso A B y porqué se desprende en el C D 3) Por qué no se necesitan más que los valores de P, V y T solo en los estados que pide el applet y no en todos? Cu{al es el número de moles adentro del cilindro? 4) Influye la elección de gas mono o diatómico? Si fuera así, diga en qué. 5) El ciclo, tal como se realiza, es de una máquina térmica o de un refrigerador? Respecto a trabajo neto, en qué difiere uno del otro?