2. 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.
3.
4. Existen 4 leyes de los gases
ideales:
Ley de Boyle Ley de Gay-Lussac
Formulada
por Robert
Boyle y
Edme
Mariotte
Formulada
por Joseph-
Louis Gay-
Lussac
Ley de Charles Ley de Avogadro
Formulada
por Jacques
Alexandre
César
Charles
Formulada
por Lorenzo
Romano
Amedeo
Carlo
Avogadro
5. En las leyes de los gases intervienen 3 variables de
importancia que son: presión, volumen, temperatura, por lo
tanto se usaran las siguientes unidades:
Presión
1atm= 760 torr / 760 mmHg
1atm= 14.7 lbs/pulg (2)
1atm= 1.033 g/cm2
1atm= 1.103 x10(6) dinas/cm(2)
1 atm = 1.013x10(3) N/m(2) = Pa
Temperatura
C= grados centígrados
K= grados Kelvin o temperatura
absoluta
F= grados Fahrenheit
Volumen
1litro = 10(-3) m3; 1dm3; 1000 cm3
1m3 = 1000litros
1galon= 3.75 litros
1 pie3 = 28.32 litros
6. Ley de Boyle (Isotérmica)
Cuando la temperatura de una masa dada de un gas permanece constante,
el volumen ocupado por un gas es inversamente proporcional a la presión
aplicada.
A Menor presión,
mayor volumen.
A Mayor presión,
menor volumen.
7. Dada la definición anterior, el producto del
volumen y la presión es una constante:
PV = k
Para un estado inicial y uno final:
푃1 푉1 = 푘 y 푃2 푉2 = 푘
8. Como k es una constante, se sustituye
k=푃2 푉2 en la primera ecuación y se obtiene:
푃1 푉1 = 푃2 푉2
Donde:
푃1= Presión Inicial, (Pa)
푉2 = Volumen inicial, (푚3)
푃1= Presión Final, (Pa)
푉2 = Volumen Final, (푚3)
La unidad utilizada
para presión es el N/푚2
o Pascal (Pa) y la
unidad utilizada para el
volumen es el 푚3
9. 1.-Una masa de helio contenida en un globo
de 0.4푚3, soporta una presión de 49푥10−5 푁
푚2
en su estado inicial, ¿Cuál será su volumen al
duplicar la presión?
Formulas:
푉2 =
푃1푉1
푃2
Desarrollo:
푉2 =
49푥10−5 푁
푚2(0.4푚3)
98 푥10−5 푁
푚2
푉2= 0.2푚3
Datos:
푉1= 0.4푚3
푃1=49푥10−5 푁
푚2
푃2= 2푃1 =
98 푥10−5 푁
푚2
10. Ejercicios de aplicación
1. Un tanque contiene 200 litros de aire y soporta una presión
de 1 atm¿ Cual será el volumen si la presión varia a 2 atm?
2. Una muestra de oxigeno que ocupa un volumen de 500 ml a
760 torr de presión se desea comprimir a un volumen de
380 ml Que presión debe ejercer si la temperatura es
constante
11. Ley de Charles
La relación que se observa entre la temperatura y presión al
mantener el volumen constante es enunciada como la ley de
Charles.
Al cambio de estado anterior se le conoce también como
transformación isométrica o isovolumétrica (del griego iso=igual)
13. 1.- El gas confinado en un tanque de buceo, se encuentra a la presión
manométrica de 2.21 atmosferas a la temperatura ambiente de 30°C
¿Qué temperatura adquiere si se le somete a una presión manométrica
de 3.1 atmosferas?
Formulas:
T2 =
푃2푇1
푃1
Desarrollo:
T2 =
3.1푎푡푚 (303K)
2.21푎푡푚
T2 = 425.02퐾
T2 = 425.02 − 273
T2 = 152.02°퐶
Datos:
푇1= 30+273=303k
푝1=3.1atm
푃2= 2.21 atm
푇2= ?
14. Ejercicios de aplicación
1. Un volumen de neón corresponde a 1850 litros se encuentra a
una temperatura de 27 C ¿ Cual será el volumen si la
temperatura varia a – 10C? . La presión es la misma.
2. Una cantidad fija de gas hidrogeno a presión constante ocupa
un volumen de 750 ml a 17C.Siel volumen cambia a 982
mililitros ¿Cuál es la temperatura final?
15. Ley de Gay-Lussac
Cuando sometemos un gas a un calentamiento y lo dejamos que
se expanda libremente, el volumen se incrementara
proporcionalmente con el incremento de la temperatura, pero su
presión no se altera, pues siempre será ejercida por la atmosfera
y por el objeto o por la sustancia que funcione como tapón
hermético. Lo que se describe recibe el nombre de
Transformación Isobárica (del griego Iso=igual y baros=presión)
16. El físico Francés, Gay-Lussac, a principios del siglo pasado, al
realizar una serie de experimentos comprobó que este resultado
es verdadero para todos los gases.
“Para una masa dada de un gas cualquiera, el volumen que
ocupa es proporcional a su temperatura si la presión se mantiene
constante”
17. Para dos estados (inicial y final)
푉1
푇1
= 푘
푉2
푇2
= 푘
푉1
푇1
=
푉2
푇2
Como k es constante se sustituyo por la
segunda ecuación.
18. 1.- ¿Qué volumen ocupara un gas ideal,
confinado en una llanta, a 70°C ocupa un
volumen de 60푚3?
Formulas:
푉1
푇1
=
푉2
푇2
푉1 =
푉2푇1
푇2
Desarrollo:
푉1 =
60푚3 (343K)
280 푘
= 20580푚3
280 푘
푉1= 73.5푚3
Datos:
푇1= 70+273=343k
푇2=7+273=280k
푣2= 60푚3
푉1= ?
19. Ejercicios de aplicación
1. Una masa gaseosa se encuentra a 18C y ejerce una presión de 45
atm ¿Cuál será la presión si la temperatura disminuye a – 5 C’
2. A 25 C un volumen gaseoso ejerce una presión de 60 atm. Si la
presión marca 850 libras por pulgada cuadrada¿ Que temperatura
ha actuado?
20. Ley de Avogadro
EL físico italiano Amadeo Avogadro, formuló en 1811 una
hipótesis para el numero de moléculas de un gas confinado en un
recipiente; para demostrarlo, se toman dos porciones de gases
diferentes y se colocan en dos recipientes de igual volumen a la
misma temperatura y presión y el numero de moléculas de cada
recipiente debe ser el mismo.
21. Ley de Avogadro
“Volúmenes iguales de gases diferentes a la misma presión y
temperatura, contienen el mismo numero de moléculas”.
22. Para volúmenes iguales de gases diferentes
en condiciones normales de presión y
temperatura ( 1 atm y 273 k ), el numero de
moléculas es; 23푥1023 por cada mol de
cualquier gas
23. Leyes de los gases
Existen
4 Leyes
Ley de
Gay-
Lussac.
Ley de
Charles
Ley de
Avogadro
Ley de
Boyle
Masa
constante, el
volumen es
inversamente
proporcional
a la presión
El volumen
es
proporcional
a su Temp.
Con presión
constante
La presión es
proporcional
a la temp. si
el volumen
es constante
Dos gases
diferentes
tienen el
mismo núm..
De moléculas
a igual
presión y
temp.
24. La ley de los gases es una ecuación de estado del gas
ideal, (un gas hipotético formado por partículas
puntuales, sin atracción ni repulsión)
Existen 4 leyes de gases ideales
Ley de Boyle
Con una masa constante. “A menor presión, mayor volumen, y
viceversa”
Ley de Gay-Lussac
Con presión constante. “El volumen es proporcional a su
temperatura”
Ley de Charles
Con volumen constante. “La presión es proporcional a la
temperatura”
Ley de Avogadro
“Dos gases diferentes tienen el mismo numero de moleculas a
la misma presión y temperatura”