Se realizó un experimento para verificar la ley de Boyle variando el volumen de un gas a temperatura constante y midiendo cambios en la presión. Se tomaron mediciones de la altura de una columna de mercurio para calcular el volumen y la presión del gas, y con los datos se graficó la presión frente al inverso del volumen para hallar la pendiente y verificar la ley de Boyle.

1. ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS
LABORATORIO DE FISICA B
Título de la práctica:
Ley de Boyle
Profesor:
Ing. José Alexander Ortega Medina
Nombre:
Robert Roca Figueroa
Fecha de entrega del informe:
Miércoles, 17 de agosto de 2011
Paralelo:
6
Término – Año:
I Término 2011

2.  RESUMEN:
Se analizó la presión a alturas diferente, se tomaba las altura haciendo
referencia el mercurio correspondiente de un lado al igual que al otro lado, la
cual nos sirvió para calcular la presión y volumen.
Se realizó la gráfica Presión vs el inverso del volumen, de esta gráfica se
halló la pendiente que representa a k (magnitud de la constante).
Al medir variaciones de volumen frente a variaciones de presión con objeto
de comprobar si el comportamiento del gas puede ser descrito mediante la
Ley de Boyle.
 OBJETIVO:
Utilizar la ley de Boyle para calcular experimentalmente el número de
moles de aire dentro de un recipiente a temperatura constante.
 EQUIPO:
Aparato para ley de Boyle.
 FUNDAMENTO TEÓRICO:
Los átomos y las moléculas en el estado gaseoso se comportan como
centros puntuales de masa que sólo en el rango de las altas presiones y
bajas temperaturas son afectadas por las fuerzas atractivas. Fuera de estos
límites, las propiedades físicas de un gas se deben principalmente al
movimiento independiente de sus moléculas.
Si se considera a un gas contenido en un recipiente, la presión que este
ejerce es la fuerza por unidad de área sobre las paredes debido a los
impactos elásticos de las moléculas.
Robert Boyle descubrió en 1662 la relación matemática entre la presión y el
volumen de una cantidad fija de gasa temperatura constante. Según la ley
de Boyle, el volumen de una masa dada de un gas varía en forma
inversamente proporcional a la presión cuando la temperatura se mantiene
en un valor fijo. La expresión matemática de la ley se escribe:
(proceso isotérmico)

3. La magnitud de la constante k es función de la cantidad química de gas y de
la temperatura. Para dos estados diferentes 1 y 2 la ley implica:
Es decir, si se explora el comportamiento físico de un gas de acuerdo con la
ley de Boyle y asumiendo comportamiento ideal, se puede concluir que, a
temperatura constante:
Si se duplica la presión sobre una masa dada de gas, su volumen se
reduce a la mitad.
Si el volumen de una masa dada de gas se triplica, la presión se
reduce en un tercio.
Es usual en los experimentos sobre la ley de Boyle obtener un conjunto de
datos de presión y volumen, los cuales se pueden representar gráficamente
para obtener el valor de k.
 EXPERIMENTO:
1. Abrir la llave que se encuentra en la parte
superior, despacio.
2. Poner a la misma altura ambos puntos del
mercurio.
3. Cerrar la llave lentamente.
4. Variar las alturas (8 veces).
5. Medir H y anotar los datos en la
tabla.
6. Medir h y anotar los datos en la
tabla.

4.  PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
1. Aseguramos de cumplir con las normas de seguridad dentro del
laboratorio ya que podríamos tener inconvenientes con la realización de
la práctica.
2. Con la explicación dada por el ingeniero procedemos a trabajar.
3. Realizamos los pasos dichos anteriormente.
4. Registramos las observaciones.
5. Escribimos las conclusiones.
6. Completamos las preguntas que se encuentran al final de la práctica.
 TABLA DE DATOS:
H(m) h(m)
 CÁLCULOS:
Determine el volumen

6. Determine el inverso del volumen

7. Determine la presión del gas

9. Cálculo de la pendiente
a = y 2 – y1 ∆a = ∆y2 + ∆y1
a = (10.20 – 9.71)x104 N/m2 ∆a = (0.01 + 0.01)x104 N/m2
a = 0.49x104 N/m2 ∆a = 0.02x104 N/m2
b = x 2 – x1 ∆b = ∆x2 + ∆x1
b = (4.62 – 2.84)x106 1/m3 ∆b = (0.01 + 0.01)*105 1/m3
b = 1.78x106 1/m3 ∆b = 0.02x106 1/m3
m=a/b ∆m = (b a∆ + a ∆b) / b²
m = 0.49x104/1.78x106 ∆m=[(1.78x106 )(0.02x104)+(0.49x104 )(0.02*105)]/( 1.78x106 )²
m = 2.75x10-3 N/m ∆m = 1.43x10-4 N/m
m = (2.75 ± 0.14)x10-3 N/m

10. Cálculo de n (# de moles)
 RESULTADOS:
H(m) h(m)
 PRECUACIÓN:
No abrir rápidamente la llave que se encuentra en la parte superior
debido a que se puede escapar el mercurio que se encuentra en el
interior.

11.  GRÁFICOS:
10.8 P vs 1/V
10.6 y = 0.238x + 9.102
10.4
10.2
P gas (N²/m²) x10^4
10
9.8
9.6
9.4
9.2
9
8.8
0 1 2 3 4 5 6 7
1/V (1/m³) x10⁶
Figura 1 Figura 2

12.  DISCUSIÓN:
Tabla de datos: El mal uso que se da al equipo influye en nuestros
cálculos de la pendiente, y al momento de realizar la gráfica: Presión vs
Tiempo. La toma correcta de estos datos será importante para la obtención
de resultados con errores mínimos. Se realizó 8 toma de datos para reducir
en lo mínimo el porcentaje de error, de esa manera obtendremos el
resultado esperado.
Cálculos: Aplicar correctamente las fórmulas y datos fue la clave para
que la práctica tenga éxito. Calculamos la pendiente de la gráfica de Presión
vs inverso del volumen. Después se calculó el número de moles.
Tabla de resultados: Terminado de realizar los cálculos, se procede a
completar la tabla.
Observación: La correcta observación de estos experimentos, nos
llevarán a una correcta explicación de estos fenómenos.
Resultados: Como resultados tenemos la explicación de los fenómenos
que hemos observado.
 CONCLUSIONES:
 Se determinó la ley de Boyle, en todas las situaciones el producto de
presión y volumen será constante:
P x V = cte
 El volumen de la cámara de aire, siempre será proporcional a la
longitud h del tramo de tubo que ocupa el gas encerrado.
 La presión manométrica (diferencia entre la presión existente P y
la presión atmosférica ) será proporcional a la diferencia de alturas
entre el nivel de mercurio en la rama abierta y en la rama
cerrada del tubo.
 La presión cambiará en la misma proporción en que lo hagan H y h.
 Con la ayuda de estas dos alturas verificamos la ley de Boyle.
 REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA:
 Guía de Laboratorio de Física B.
 Física Universitaria – Sears, Zemansky.