Experimentos científicos que involucran la teoría molecular cinética de los gases

Experimentos científicos que involucran la teoría molecular cinética de los gases

Según la teoría cinética molecular, un gas consiste en un gran número de moléculas diminutas, todas en constante movimiento aleatorio, que chocan entre sí y con el contenedor que las contiene. la presión es el resultado neto de la fuerza de esas colisiones contra la pared del recipiente, y la temperatura establece la velocidad general de las moléculas. varios experimentos científicos ilustran las relaciones entre temperatura, presión y volumen de gas.

globo en nitrogeno liquido

el nitrógeno líquido es un gas licuado de bajo costo disponible en la mayoría de los distribuidores de soldadura industrial; su temperatura extremadamente baja le permite demostrar dramáticamente varios principios de la teoría molecular cinética. Aunque es relativamente seguro, trabajar con él requiere el uso de guantes criogénicos y gafas de seguridad. obtenga unos pocos litros de nitrógeno líquido y un recipiente abierto de espuma de poliestireno, como un refrigerador para picnic. Inflar un globo de fiesta y atarlo. Vierta el nitrógeno líquido en el recipiente y coloque el globo sobre el líquido. En unos momentos, verás que el globo se encoge notablemente hasta que se desinfla completamente. el frío extremo frena las moléculas en el gas, lo que también reduce la presión y el volumen. Retire con cuidado el globo del recipiente y colóquelo en el suelo. a medida que se calienta, se expandirá a su tamaño anterior.

Presión y volumen con temperatura constante.

Si cambia el volumen de un contenedor de gas lentamente, la presión también cambia pero la temperatura se mantiene estable. para demostrar esto, necesita una jeringa hermética marcada en mililitros y un manómetro. Primero, retire la jeringa para que el pistón esté en su marca más alta. note la lectura de presión y el volumen de la jeringa. presione el pistón de la jeringa en 1 mililitro y anote la presión y el volumen. repite el proceso unas cuantas veces. cuando multiplica el volumen por la presión para cada lectura, debe obtener el mismo resultado numérico. Este experimento ilustra la ley de Boyle, que dice que cuando la temperatura es constante, el producto de la presión y la temperatura también son constantes.

encendedor de compresión

un encendedor de compresión es un dispositivo de demostración que consiste en un pistón dentro de un cilindro transparente cerrado. Si coloca un pedazo de papel de seda en el cilindro y atornilla la tapa, luego golpea el mango del pistón con la mano, la acción comprime rápidamente el aire del interior. esto produce una condición llamada calentamiento adiabático: de repente confinada en un espacio más pequeño, el aire se calienta lo suficiente como para encender el papel.

estimando el cero absoluto

un aparato de volumen constante consiste en una bombilla de metal con un manómetro adjunto. La bombilla contiene aire a una presión de 14.7 psi. Usando este dispositivo, puede estimar la presión cuando la temperatura es cero absoluta. Para ello necesitará tres recipientes: uno que contiene agua hirviendo, otro que contiene agua helada y otro que contiene nitrógeno líquido. sumerja la bombilla de metal en el baño de agua caliente y espere unos minutos a que se estabilice la temperatura. anote la presión indicada en el manómetro, junto con la temperatura en kelvins - 373. Luego, coloque el bulbo en el baño de agua con hielo y nuevamente anote la presión y la temperatura, 273 kelvins. Repita con el nitrógeno líquido a 77 kelvins. utilizando papel cuadriculado, marque los puntos registrados, con presión sobre el eje y y temperatura sobre el eje x.



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