estatica

1. Pregrado
ESTADO GASEOSO

2. GASES
El estado gaseoso es un estado disperso de la
materia, es decir , que las moléculas del gas están
separadas unas de otras por distancias mucho
mayores del tamaño del diámetro real de las
moléculas.
Resuelta entonces, que el volumen ocupado por el
gas ( V) depende de la presión (P), la temperatura
(T) y de la cantidad o numero de moles ( n).

3. PROPIEDADES DE LOS GASES
Las propiedades de la materia en estado gaseoso son :
1. Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los
contiene. Un gas, al cambiar de recipiente, se expande o se
comprime, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma
de su nuevo recipiente.
2. Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios
intermoleculares, las moléculas se pueden acercar unas a otras
reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión.
3. Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción
intermolecular entre sus partículas, los gases se esparcen en
forma espontánea.
4. Se dilatan, la energía cinética promedio de sus moléculas es
directamente proporcional a la temperatura aplicada.

4. TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR DE LOS GASES
Ofrece un modelo para explicar las propiedades de los gases en
términos de los movimientos de las partículas y de las fuerzas
de atracción que existen entre ellas.
1. Un gas está compuesto por un número muy grande de
moléculas de volumen despreciable comparado con la
distancia que existen entre ellas.
2. Las moléculas de un gas son totalmente independientes unas
de otras, de modo que no existe atracción intermolecular
alguna.

5. 3. Las moléculas de un gas se encuentran en movimiento
continuo, se mueve rápida y libremente a través del
espacio.
4. Los choques de las moléculas son elásticas , no hay
perdida ni ganancia de energía cinética, aunque puede
existir transferencia de energía entre las moléculas
que chocan.
5. La energía cinética media de las moléculas , es
directamente proporcional a la temperatura absoluta
del gas; se considera nula en el cero absoluto.

6. ● PRESION (P)
● TEMPERATURA (T)
● CANTIDAD DE SUSTANCIA (Número de
moles)
● VOLUMEN (V)
Dependiendo de estos valores , los gases pueden comportarse de forma
ideal ( toda sustancia gaseosa donde no existe fuerzas atractivas
intermoleculares y que el volumen propio ocupado por las moléculas es
insignificante frente al volumen total ocupado por la masa gaseosa) o
real.
VARIABLES QUE AFECTAN
EL COMPORTAMIENTO DE LOS GASES

7. 1. PRESIÓN (P).- Se define como la fuerza por unidad de área. La presión de un
gas es igual a la fuerza que ejerce el gas sobre las paredes del recipiente
que lo contiene, dividida por el área de superficie del recipiente.
Presión = Fuerza /Área
Unidades:
Otras unidades usadas para la presión : gramos fuerza / cm2,libras /pulgadas2.
P = F ÷ A = Pascal
Presión
(fuerza perpendicular a
la superficie)
(área donde se distribuye
la fuerza )
= N/m2
Presión ( dinas ) ( cm2 ) = dinas / cm2

8. 1.1 Presión Barométrica.- La presión atmosférica es la fuerza
ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos que están en
la superficie terrestre. Se origina del peso del aire que la
forma. Mientras más alto se halle un cuerpo menos aire
hay por encima de él, por consiguiente la presión sobre él
será menor. Para medir está presión se utiliza el
barómetro.
Presión atmosférica = 1,00 atm = 760 mm Hg = 760 torr
= 101,325 kPa = 1,01325 bar = 1013,25mbar

9. 1.2 Presión Manométrica.- Es la presión de cualquier gas que se
encuentra confinado dentro de un recipiente; dicha presión
se mide con un manómetro el cual puede ser abierto o
cerrado.

10. 2. TEMPERATURA .-Es una medida de la intensidad del
calor, y el calor a su vez es una forma de energía que
podemos medir en unidades de calorías. Cuando un
cuerpo caliente se coloca en contacto con uno frío, el
calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo frío.
La temperatura de un gas es proporcional a la energía
cinética media de las moléculas del gas. A mayor energía
cinética mayor temperatura y viceversa.
La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin.
ºK = ºC + 273

11. 3. CANTIDAD DE SUSTANCIA.- La cantidad de un
gas se puede medir en unidades de masa, usualmente
en gramos. De acuerdo con el sistema de unidades SI,
la cantidad también se expresa mediante el numero de
moles de sustancia, esta puede calcularse dividiendo el
peso del gas por su peso molecular.
4. VOLUMEN.- El volumen de un gas está determinado
por el volumen del recipiente que lo contiene, ya que
ocupa todo el volumen del recipiente.
Unidades de volumen: m3 , L, cm3, mL

12. LEYES DE LOS GASES IDEALES
a) Ley de Boyle – Mariotte (~1670) – Isotérmico:
“A temperatura constante, el volumen de cualquier gas, es
inversamente proporcional a la presión a que se somete ”
A: T (cte), n (cte)
V α (1/P)
PV = cte
P1V1 = P2V2 = P3V3 = cte

13. Problema:
• Cuatro litros de Helio (He) están a una presión de 2,0
atm. ¿Qué volumen en litro ocupan este gas cuando
su presión varia a 1,0 atm, si la temperatura y el
número de moles se mantiene constante?.
Solución:
Datos: P1 = 2,0 atm ; V1 = 4 L
P2= 1,0 atm ; V2 = ?
a T (cte) y n ( cte): P1 V1 = P2 V2
2,0 atm x 4 L = 1,0 atm x V2
V2 = 8,0 L

14. b) Ley de Charles (~1787) – Isobárico:
“Si la presión y el número de moles se mantienn constantes,
el volumen del gas es directamente proporcional a su
temperatura absoluta”
A: P (cte), n (cte)
V α T
V/T = cte
V1/T1 = V2/T2 = V3/T3 = cte

15. Problema:
• Un gas ocupa un volumen de 800 mL a 27 ºC. Determinar el
volumen cuando la temperatura aumenta hasta 327 ºC a
presión y moles constantes?.
Solución:
Datos: V1 = 800 mL ; T1 = 27 ºC = 273 + 27 = 300 ºK
V2= ? ; T2 = 327 ºC = 273 + 327 = 600 ºK
a P (cte) y n ( cte): V1 /T1 = V2 /T2
800 mL /300 ºK = V2 /600 ºK
V2 = 1600 mL

16. c) Ley de Gay - Lussac (~1802) – Isocórico ó Isométrico:
“Si el volumen y el número de moles se mantienen constantes,
la presión del gas es directamente proporcional a su
temperatura absoluta”
A: V (cte), n (cte)
P α T
P/T = cte
P1/T1 = P2/T2 = P3/T3 = cte

17. Problema:
Un balón de gas contiene propano (C3H8) a 27 ºC a una
presión de 750 mmHg. Si la temperatura aumenta hasta
47 ºC. Determinar la nueva presión del gas en atm.
Solución:
Datos: P1 = 750 mmHg ; T1 = 27 ºC = 273 + 27 = 300
ºK
P2= ? atm ; T2 = 47 ºC= 273 + 47 =
320 ºK
a V (cte) y n ( cte): P1 /T1 = P2 /T2
750 mmHg /300 ºK = P2 /320 ºK
P2 = 800 mmHg
760 mmHg ----------------- 1 atm
800 mmHg ----------------- P2 = 1,05 atm

18. LEYES DE LOS GASES IDEALES
n = número de moles constante
CONSTANTE VARIABLES PROCESO LEY
T P y V Isotérmico
Boyle –
Mariotte
P V y T Isobárico Charles
V P y T
Isocórico o
Isométrico
Gay
Lussac