LEYES DE LOS GASES

1. LEYES DE LOS GASES
PAULA ANDREA DELGADO CIRO
INSTITUCION EDUCATIVA EXALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN
GRADO DIEZ TRES
TOLIMA - IBAGUÉ
2017

2. INTRODUCCIÓN
Es de gran importancia tener un conocimiento amplio de las leyes de los gases para
el desarrollo de una química básica y tener en cuenta los conceptos que se llevarán
a cabo en el siguiente trabajo para una buena comprensión de este tema.
OBJETIVOS
● Ampliar los conocimientos de las leyes de los gases.
● comprender cada concepto y ejemplo que se van a dar.
● observar y analizar los ejercicios para entender el desarrollo de ellos.
PROCEDIMIENTO
Ingresamos a http://www.educaplus.org/gases/index.html
En esta página web encontraremos todo tipo de información sobre las leyes de los
gases y diversos tipos de actividades para poner a prueba lo que se aprende.

3. MARCO TEÓRICO
● Los estados de agregación, sólido, líquido y gaseoso, dependen
fundamentalmente de las condiciones de presión y temperatura a las que esté
sometida la materia.
En el estado sólido los átomos o moléculas ocupan posiciones
fijas aunque se encuentran vibrando en esas posiciones con una
capacidad de movimiento limitada.
En el estado líquido la fuerza de cohesión que mantiene unidas
a las moléculas es mucho menor.
En un líquido las moléculas tienen una cierta capacidad de
movimiento que, en gran medida, está limitada por las otras
moléculas que tienen alrededor.
En un gas las moléculas se encuentran muy alejadas unas de
otras y se mueven en todas direcciones con libertad absoluta.
En este trabajo vamos a estudiar el comportamiento de los gases y cómo la ciencia
ha tratado de encontrar una explicación para este comportamiento.
● Según la teoría cinética, la temperatura es una medida de la energía cinética
media de los átomos y moléculas que constituyen un sistema. Dado que la
energía cinética depende de la velocidad, podemos decir que la temperatura
está relacionada con las velocidades medias de las moléculas del gas.
Hay varias escalas para medir la temperatura; las más conocidas y utilizadas son las
escalas Celsius (ºC), Kelvin (K) y Fahrenheit (ºF). En este trabajo sólo utilizaremos
las dos primeras.
¿Cómo se calibra un termómetro?
Mientras se está produciendo un cambio de estado la temperatura permanece
constante y por ello consideramos los cambios de estado del agua (a 1 atm) como
puntos de referencia.

4. Punto de fusión del agua:
La fase líquida se encuentra en equilibrio con la fase sólida y la temperatura
permanece constante.
Los valores otorgados a este punto en cada escala son:
● Celsius: 0
● Kelvin: 273.15
● Fahrenheit: 32
Punto de ebullición del agua:
La fase líquida se encuentra en equilibrio con la fase gaseosa y la temperatura
permanece constante.
Los valores otorgados a este punto en cada escala son:
● Celsius: 100
● Kelvin: 373.15
● Fahrenheit: 212
En el intervalo de temperatura comprendido entre los puntos de fusión y ebullición, el
agua permanece líquida. Este intervalo se divide en 100 partes en las escalas Celsius
y Kelvin, mientras que en la escala Fahrenheit se divide en 180 partes.
Presión = 1 atm P.F.
del agua
P.E.
del agua
Divisiones
Escala Celsius 0 100 100
Escala Kelvin 273.15 373.15 100
Escala
Fahrenheit
32 212 180
Relación entre las
escalas
T(K) = T(°C) + 273.15
T(°F) = T(°C)·1.8 + 32
Recuerda:
En los cálculos que vamos a realizar en este trabajo SIEMPRE habrá que expresar la
temperatura en kelvin.
● En Física, llamamos presión a la relación que existe entre una fuerza y la
superficie sobre la que se aplica:
P=FS

5. P=FS
Dado que en el Sistema Internacional la unidad de fuerza es el newton (N) y la
de superficie es el metro cuadrado (m2), la unidad resultante para la presión
es el newton por metro cuadrado (N/m2) que recibe el nombre de pascal (Pa)
1Pa=1Nm2
1Pa=1Nm2
barómetro
Otra unidad muy utilizada para medir la presión, aunque no pertenece al
Sistema Internacional, es el milímetro de mercurio (mm Hg) que representa
una presión equivalente al peso de una columna de mercurio de 1 mm de
altura. Esta unidad está relacionada con la experiencia de Torricelli que
encontró, utilizando un barómetro de mercurio, que al nivel del mar la presión
atmosférica era equivalente a la ejercida por una columna de mercurio de 760
mm de altura.
En este caso la fuerza se corresponde con el peso (m⋅ gm⋅ g) de la columna
de mercurio por lo que
P=m⋅ gS
P=m⋅ gS
Como la masa puede expresarse como el producto de la densidad por el
volumen (m=d⋅ Vm=d⋅ V), si sustituimos será:
P=d⋅ V⋅ gS
P=d⋅ V⋅ gS
y dado que el volumen es el producto de la superficie de la base por la altura
(V=S⋅ hV=S⋅ h), tenemos
P=d⋅ S⋅ h⋅ gS
P=d⋅ S⋅ h⋅ gS
y simplificando tenemos:
P=d⋅ g⋅ h
P=d⋅ g⋅ h
que nos permite calcular la presión en función de la densidad, la intensidad del
campo gravitatorio y la altura de la columna.
Sustituyendo los correspondientes valores en la ecuación anterior tenemos
que:

6. P=d⋅ g⋅ h=13600kgm3⋅ 9,8Nkg⋅ 0,76m≊101300Nm2=101300Pa
P=d⋅ g⋅ h=13600kgm3⋅ 9,8Nkg⋅ 0,76m≊101300Nm2=101300Pa
Según la teoría cinética, la presión de un gas está relacionada con el número de
choques por unidad de tiempo de las moléculas del gas contra las paredes del
recipiente. Cuando la presión aumenta quiere decir que el número de choques por
unidad de tiempo es mayor.
En este trabajo usaremos la atmósfera (atm) y el milímetro de mercurio (mmHg):
1atm=760mmHg
1atm=760mmHg
● volumen es el espacio que ocupa un sistema. Recuerda que los gases
ocupan todo el volumen disponible del recipiente en el que se encuentran.
Decir que el volumen de un recipiente que contiene un gas ha cambiado es
equivalente a decir que ha cambiado el volumen del gas.
En el laboratorio se utilizan frecuentemente jeringuillas como recipientes de volumen
variable cuando se quiere experimentar con gases.
Arrastra el émbolo605040302010Volumen =60 mL
Hay muchas unidades para medir el volumen. En este trabajo usaremos el litro (L) y
el mililitro (mL)
Su equivalencia es:
1L = 1000 mL
Como 1 L es equivalente a 1 dm3, es decir a 1000 cm3, tenemos que el mL y el cm3
son unidades equivalentes.
● La cantidad de gas está relacionada con el número total de moléculas que se
encuentran en un recipiente. La unidad que utilizamos para medir la cantidad
de gas es el mol.
Un mol es una cantidad igual al llamado número de Avogadro:
1 mol de moléculas= 6,022·1023 moléculas
1 mol de átomos= 6,022·1023 átomos
La masa molar de una sustancia pura es la masa que corresponde a 1 mol de dicha
sustancia:
masa molar = masa en gramos cantidad de moles masa molar = masa en gramos
cantidad de moles

7. Con el siguiente simulador puedes calcular las masas molares de algunas sustancias
puras como el hidrógeno, el metano, el cloro y el yodo. La medida es correcta cuando
se enciende el testigo rojo.
● ley avogadro
Relación entre la cantidad de gas y su volumen
Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relación
entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la
temperatura y la presión. Recuerda que la cantidad de gas la medimos en moles.
El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas:
● Si aumentamos la cantidad de gas, aumentará el volumen.
● Si disminuimos la cantidad de gas, el volumen disminuye.

8. ¿Por qué ocurre esto?
Vamos a suponer que aumentamos la cantidad de gas. Esto quiere decir que al haber
mayor número de moléculas aumentará la frecuencia de los choques con las paredes
del recipiente lo que implica (por un instante) que la presión dentro del recipiente es
mayor que la exterior y esto provoca que el émbolo se desplace hacia arriba
inmediatamente. Al haber ahora mayor distancia entre las paredes (es decir, mayor
volumen del recipiente) el número de choques de las moléculas contra las paredes
disminuye y la presión vuelve a su valor original.
Según hemos visto en la animación anterior, también podemos expresar la ley de
Avogadro así:
Vn=kVn=k
(el cociente entre el volumen y la cantidad de gas es constante)
Supongamos que tenemos una cierta cantidad de gas n1 que ocupa un volumen V1
al comienzo del experimento. Si variamos la cantidad de gas hasta un nuevo valor n2,
entonces el volumen cambiará a V2, y se cumplirá:
V1n1=V2n2V1n1=V2n2
que es otra manera de expresar la ley de Avogadro.
● ley de boyle
Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante
Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma
conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por
la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y
Mariotte.
La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es
inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es
constante.
El volumen es inversamente proporcional a la presión:
● Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
● Si la presión disminuye, el volumen aumenta.
¿Por qué ocurre esto?

9. Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en
llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de
tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa
la frecuencia de choques del gas contra las paredes.
Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es
menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la
presión.
Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen
constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.
Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es:
P⋅ V=kP⋅ V=k
(el producto de la presión por el volumen es constante)
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una
presión P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un
nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:
P1⋅ V1=P2⋅ V2P1⋅ V1=P2⋅ V2
que es otra manera de expresar la ley de Boyle.
● ley de charles
Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante
En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la
temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se
aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el
volumen disminuía.
El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas:
● Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta.
● Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye.
¿Por qué ocurre esto?
Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más
rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere
decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se
producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y
aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se

10. iguale con la exterior).Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la
presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura
siempre tiene el mismo valor.
Matemáticamente podemos expresarlo así:
VT=kVT=k
(el cociente entre el volumen y la temperatura es constante)
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una
temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta
un nuevo valor V2, entonces la temperatura cambiará a T2, y se cumplirá:
V1T1=V2T2V1T1=V2T2
que es otra manera de expresar la ley de Charles.Esta ley se descubre casi ciento
cuarenta años después de la de Boyle debido a que cuando Charles la enunció se
encontró con el inconveniente de tener que relacionar el volumen con la temperatura
Celsius ya que aún no existía la escala absoluta de temperatura.
● Ley de Gay-Lussac
Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante
Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800.
Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen
es constante.
La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:
Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.
Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.
¿Por qué ocurre esto?
Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por
tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión
ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.
Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre
la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:
PT=k
PT=k
(el cociente entre la presión y la temperatura es constante)
Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una

11. temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un
nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:
P1T1=P2T2
P1T1=P2T2
que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.
Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura
absoluta. Al igual que en la ley de Charles, las temperaturas han de expresarse en
Kelvin.
● ley de los gases ideles

12. ● cálculo de la constante R

13. ● ley generalizada de los gases

14. EJERCICIOS

16. WEBGRAFIA
http://www.educaplus.org/gases/tcm.html
https://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica
https://es-puraquimica.weebly.com/conceptos-basicos.html
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0280-01/ejem3-parte2.html