Este documento describe el estado gaseoso, incluyendo sus propiedades generales, variables de estado termodinámico como volumen, presión y temperatura, y leyes que rigen el comportamiento de los gases ideales. Explica conceptos como la teoría cinética molecular de los gases ideales, las leyes empíricas y la ecuación de estado de los gases ideales.

1. Curso:
Química
Ciclo:
Escolar - UNI

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ESTADO GASEOSO

3. 1.0 ESTADO GASEOSO
Es un estado de agregación de la materia, en el cual, las partículas que constituyen al gas, se encuentran muy
separadas moviéndose en forma desordenada a altas velocidades, debido a ello no tiene forma ni volumen
propio.
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2.0 PROPIEDADES GENERALES
 Posee alta ENTROPÍA (grado de desorden
molecular), debido a que las fuerzas de
repulsión prevalecen sobre las de atracción.
 Posee grandes espacios intermoleculares.
 Poseen alta energía cinética molecular,
debido a que las moléculas se mueven muy
rápidamente.
 A 25 °C las velocidades moleculares de los
gases varían entre 200 y 2000 m/s.
 Las moléculas pueden ser:
 Monoatómicas: He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn
 Poliatómicas: H2, O2, N2, F2, Cl2, CO, CO2,
CH4, C3H8, etc.
 Tienen baja densidad.
 Son fluidos.
 Incluye a los vapores.
I. Submicroscópicas o moleculares

5. Son aquellas que se miden para un conjunto de
moléculas.
 COMPRESIBILIDAD
Capacidad de los gases para reducir el volumen
que ocupan por acción de una fuerza externa,
debido a que entre sus moléculas existe un gran
espacio vacío.
 EXPANSIBILIDAD
Las moléculas de un gas ocupan el mayor
espacio posible debido a su alta energía cinética.
 DIFUSIÓN
Las moléculas se trasladan a través de otro
cuerpo material (gas, líquido o sólido).
 EFUSIÓN
Consiste en la salida de las moléculas gaseosas
a través de orificios muy pequeños (porosidades)
en la pared de un recipiente.
II. Macroscópicas

7. 3.0 VARIABLES DE ESTADO TERMODINÁMICO
Son parámetros termodinámicos que determinan el comportamiento de las sustancias gaseosas. Tenemos:
I. Volumen
Es el espacio ocupado por las moléculas de un gas.
Equivalencias: 1 L <> 1000 mL <> 1000 cm3 ; 1 m3 <> 1000 L

8. II. Presión
Es el efecto causado por los choques de las
moléculas contra las paredes del recipiente que las
contiene.
Unidad:
En el S.I: pascal (Pa)
Otras unidades:
atmósfera (atm), milímetros de mercurio (mmHg),
torricelli (torr), kilopascal (kPa)
Equivalencias:
1 atm <> 760 mmHg <> 760 torr <> 101,3 kPa
Matemáticamente, se define como la relación entre la
fuerza aplicada perpendicularmente por unidad de
superficie.

9. Tipos de presión
A). PRESIÓN ATMOSFÉRICA (𝐏𝐚𝐭𝐦)
La atmósfera es la capa gaseosa que rodea la Tierra y
tiene un espesor de aproximadamente 100 km.
El peso de los gases origina la presión (P = ρgas. g. h).
Su elemento más abundante es el nitrógeno (gas muy
inerte) seguido del oxidante oxígeno (21%) que nos
permite respirar; el ozono nos protege de los rayos
ultravioleta.
Aunque la atmósfera llega hasta los 100 km, por encima
de 10 km no hay prácticamente aire (el 75% de los
gases de la atmosfera se encuentra en estos 10
primeros km que corresponden a la troposfera).
Variación de la presión atmosférica con la altura
Al aumentar la altitud, disminuye la presión atmosférica,
pero la concentración de oxígeno en el aire permanece
constante hasta los 100 km aproximadamente.

10. Experiencia de Torricelli
El físico italiano Evangelista Torricelli realizó el siguiente
experimento:
Puso mercurio (Hg) en un tubo de vidrio de 1m hasta casi
llenarlo. Tapó el extremo del tubo con el dedo y le dio la
vuelta y sin separar el dedo, lo metió invertido dentro de
una vasija que contenía mercurio.
Una vez dentro retiró el dedo y observó que el mercurio del
tubo no caía, sólo descendía unos centímetros.
Repitiendo la experiencia varias veces y registrando los
datos comprobó que la altura del mercurio en la columna
variaba, según el día, en torno a unos 76 cm (760 mmHg).
También observó que si los tubos eran de distinto diámetro
la columna de Hg siempre alcanzaba la misma altura.
Presión atmosférica normal (estándar)
Es la presión media ejercida por la atmósfera a 0 °C a nivel del mar.
Equivalencias:
𝐏𝐚𝐭𝐦
𝐧𝐨𝐫𝐦𝐚𝐥
= 1 atm = 760 mmHg = 760 torr = 101325 Pa = 101, 325 kPa = 10,3 mH2
O = 14,7 PSI

11. B). PRESIÓN MANOMÉTRICA (𝐏𝒎𝒂𝒏)
Es la presión relativa que ejerce un fluido (gas o líquido).
Su valor depende de la presión externa y se calcula con el manómetro a partir de la diferencia de niveles del
mercurio.
La presión manométrica (𝑃𝑚𝑎𝑛) se
puede expresar así:
𝑃𝑚𝑎𝑛 = ℎ 𝑐𝑚𝐻𝑔
La presión del gas la calcula según:
𝑃𝑔𝑎𝑠 = 𝑃𝑚𝑎𝑛 + 𝑃𝑎𝑡𝑚
La presión absoluta también se
puede medir en algunos casos con
un manómetro de presión absoluta
que en uno de sus extremos se ha
practicado vacío, en este caso la
diferencia de niveles del líquido
mide la presión total al cual esta
conectado el manómetro absoluto.
𝑃𝑔𝑎𝑠 = 𝑃𝑚𝑎𝑛 = 𝑃ℎ
Cuando se practican vacíos, la
presión de gas enrarecido será
menor que la presión atmosférica,
entonces el desnivel del mercurio
se produce en la rama izquierda y
se llama presión de succión o
presión de vacío, así:
𝑃𝑔𝑎𝑠 + 𝑃𝑚𝑎𝑛 = 𝑃𝑎𝑡𝑚
𝑃𝑚𝑎𝑛 𝑜 𝑃𝑣𝑎𝑐𝑖𝑜 = 𝑃𝑎𝑡𝑚 − 𝑃𝑔𝑎𝑠

12. C). PRESIÓN ABSOLUTA (𝐏𝒂𝒃𝒔)
Es la presión real o total que ejerce un fluido. Si se usa un manómetro al aire libre para medir la presión del fluido,
entonces la presión absoluta resulta ser la suma de la presión manométrica y la presión atmosférica.
Para todo fluido (gas o líquido):
𝐏𝐟𝐥𝐮𝐢𝐝𝐨 = 𝐏𝐚𝐛𝐬 = 𝐏𝐦𝐚𝐧 + 𝐏𝐚𝐭𝐦
Ejemplo
En el siguiente sistema, calcule la 𝑃𝑚𝑎𝑛
y la 𝑃𝑎𝑏𝑠
del N2
a nivel del mar.

13. III. Temperatura
Es una medida del grado de agitación molecular de
un cuerpo material.
Es una variable de estado termodinámico (propiedad
física), cuya diferencia determina la dirección del flujo
de calor de un punto de mayor a menor temperatura.
La temperatura es una medida de la sensación de
calor o frio de la materia.
Unidad:
En el S.I: kelvin (K)
Escalas termométricas
Absolutas: Kelvin, Rankine
Relativas: Celsius (°C), Fahrenheit (°F)
Relación de lecturas
Relación de variación

14. 4.0 TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR DE LOS GASES IDEALES
Surge como una necesidad para explicar el comportamiento y propiedades de los gases, asumiendo un gas
ideal o perfecto.
Fue desarrollada con base a los estudios de Clausius, Maxwell y Boltzmann.
Comprende los siguientes postulados.
 Las moléculas son puntuales, es decir, tienen masa, son de forma esférica y volumen despreciable.
 Las moléculas están en movimiento contínuo, rápido y al azar, describiendo trayectorias rectilíneas.
 No existe fuerza de repulsión ni de atracción molecular, es decir, no hay interacción molecular, por lo tanto,
las moléculas realizan un movimiento libre.
 Los choques intermoleculares o contra las paredes del recipiente que las contiene son perfectamente
elásticos, es decir, no hay pérdida neta de la energía cinética total de las moléculas.
 La energía cinética media de las moléculas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.
5.0 GAS IDEAL O PERFECTO
Es un gas hipotético que permite entender el comportamiento de los gases.
Un gas real tiende a un comportamiento ideal a bajas presiones y altas temperaturas.

15. 6.0 LEYES EMPÍRICAS DE LOS GASES IDEALES

16. 7.0 ECUACIÓN COMBINADA DE LOS GASES IDEALES
A partir de la combinación de las leyes anteriores, obtenemos la expresión:
Llamada también Ecuación General de los Gases Ideales.
Las condiciones (P, V, T) en las que se encuentra un gas pueden cambiar debido a que no son estáticas.
La ecuación general relaciona los cambios que sufre una misma masa del gas (proceso isomásico).

17. 8.0 ECUACIÓN DE ESTADO DE LOS GASES IDEALES
También llamada Ecuación Universal de los Gases Ideales, relaciona matemáticamente las 3 variables de estado
(P, V, T) y el número de moles.
Siendo:
P........presión absoluta (atm o mmHg)
V........volumen (L)
T........temperatura absoluta (K)
n........número de moles (mol)
R.......constante universal de los gases ideales.

18. 9.0 CONCEPTOS IMPORTANTES
I. CONDICIONES NORMALES (C.N)
P = 1 atm = 760 mmHg = 760 torr
T = 273 K = 0 °C
II. VOLUMEN MOLAR (Vm)
Es el volumen ocupado por un mol de moléculas de
gas bajo ciertas condiciones de presión y
temperatura.
III. VOLUMEN MOLAR NORMAL (Vmn)
Es el volumen ocupado por un mol de moléculas de
cualquier gas en condiciones normales

19. 10.0 LEY DE AVOGADRO

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GUÍA DE CLASE

21. Problema 01
El oxígeno es un gas a condiciones ambientales, se uso
como gas medicinal contra la epidemia del covid-19 y se
almacena en balones de acero con presiones que varían
según la cantidad de oxígeno que contiene. Respecto al
sistema gas oxígeno, indique la proposición incorrecta.
A) La densidad del gas oxígeno gaseoso es menor
respecto a la densidad de oxígeno sólido y oxígeno
líquido.
B) Las moléculas del oxígeno se hallan muy distante
entre ellos.
C) El gas oxígeno se puede comprimir y descomprimir.
D) El choque entre las partículas del oxígeno contra las
paredes del recipiente que lo contiene son
responsables de la presión que ejerce el gas.
E) Las moléculas del gas oxígeno tienen movimiento
molecular ordenado y no aleatorio.
RESOLUCIÓN:
Para un mismo material:
Densidad: gas < líquido < sólido
Entre las moléculas de los gases reales, las fuerzas de
repulsión son más intensas que las de atracción.
Los gases se expanden y se comprimen.
La presión del gas se debe a los choques de las moléculas
contra las paredes del recipiente que las contiene.
Las moléculas de los gases es rectilíneo, pero al chocar
cambia su dirección en forma aleatoria.
RESPUESTA: E

22. Problema 02
Indique cuál de las siguientes expresiones es falsa con
respecto al estado gaseoso.
A) El estado de una determinada muestra gaseosa está
determinado por 3 variables: P (presión), V (volumen)
y T (temperatura).
B) Los gases adoptan la forma y volumen del recipiente
que los contiene.
C) Los gases son prácticamente incompresibles.
D) Los gases presentan la propiedad de la difusión.
E) Los gases son expansibles.
RESOLUCIÓN:
Los gases son compresibles: pueden reducir el espacio
(volumen) que ocupan al ejercer sobre ellos una presión
externa.
RESPUESTA: C

23. Problema 03
¿Cuál será la presión, en atm, a una profundidad de 76,2
m bajo el nivel del mar? Considere que 1 atm equivale a
10,33 m de H2O.
A) 7.38
B) 9.38
C) 8,38
D) 10,00
E) 12,00
P atm = 1 atm
76,2 𝑚𝐻2𝑂 ×
1 𝑎𝑡𝑚
10,33 𝑚𝐻2𝑂
= 7,38 𝑎𝑡𝑚
La presión total es:
1 atm + 7,38 atm = 8,38 atm
RESPUESTA: C

24. Problema 04
Determine la presión absoluta (en atmósferas) del gas
encerrado en el balón esférico, si la altura o presión
manométrica es de 45 cmHg, además la presión
barométrica es de 750 mmHg.
Dato: 1 atm = 760 mm Hg.
A) 0,98
B) 1,57
C) 2,56
D) 3,12
E) 5,35
A B
PA = PB
P gas = h + P atm
P gas = 450 mmHg + 750 mmHg = 1200 mmHg
𝑃
𝑔𝑎𝑠 = 1200 𝑚𝑚𝐻𝑔 ×
1 𝑎𝑡𝑚
760 𝑚𝑚𝐻𝑔
= 1,58 𝑎𝑡𝑚
P gas = 1,58 atm
RESPUESTA: B
RESOLUCIÓN:

25. Problema 05
¿A cuántos grados fahrenheit equivale la temperatura
normal del cuerpo humano (37 °C)?
A) 66,6
B) 98,6
C) 52,5
D) 20,5
E) 33,3
𝐶
5
=
𝐹 − 32
9
37
5
=
𝐹 − 32
9
F = 98,6 °
RESPUESTA: B

26. Problema 06
La temperatura de sublimación del hielo seco es de - 78,3
°C. Si se conoce que el hielo funde a 10 °N y el agua
hierve a 190 °N. ¿Cuál será el valor de dicha temperatura
en °N?
A) - 150,9
B) - 130,9
C) - 120,1
D) 130,9
E) 150,9
Punto de ebullición:
Punto de fusión:
°C °N
100
0 10
190
-78,3 x
Aplicamos proporcionalidad:
100 − (−78,3)
100 − 0
=
190 − 𝑥
190 − 10
Resolviendo; x = -130,94 °N
RESPUESTA: B

27. Problema 07
Una lámina de acero sufre tratamientos térmicos. Empezó
con una temperatura inicial de 30 °C , luego se calentó en
540 °F y finalmente se enfrió en 100 K. ¿Cuál es la
temperatura final en °C ?
A) 200
B) 230
C) 280
D) 310
E) 330
∆𝐶
5
=
∆𝐹
9
∆𝐶
5
=
+540
9
∆𝐶 = +300 ℃
∆𝐶
5
=
∆𝐾
5
∆𝐶 = −100 ℃
𝑇𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 = 30 + 300 − 100 = 230 ℃
RESPUESTA: B

28. Problema 08
Una cantidad fija de gas se expande a temperatura
constante de 3,5 L a 5,8 L. Si la presión era de 1,95 atm,
¿cuál es la presión final en atm?
A) 0,18
B) 1,18
C) 2,18
D) 2,81
E) 3,28
RESOLUCIÓN:
𝐶𝑜𝑚𝑜: 𝑇 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
Aplicamos la Ley de Boyle:
𝑃𝑖𝑉𝑖 = 𝑃𝑓𝑉𝑓
1,95 × 3,5 = 𝑃𝑓 × 5,8
Operando: 𝑃𝑓 = 1,18 𝑎𝑡𝑚
RESPUESTA: B

29. Problema 09
Se tiene un globo de plástico inflable conteniendo dióxido
de carbono CO2, a - 20 °C. Si su volumen inicial es de 2,8
litros, ¿cuál será el volumen final, si se eleva la
temperatura gradualmente hasta 25 °C, manteniendo la
presión constante?
A) 1,29
B) 3,3
C) 4,3
D) 5,3
E) 5,6
RESOLUCIÓN:
𝐶𝑜𝑚𝑜: 𝑃 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒
Aplicamos la Ley de Charles:
𝑉𝑖
𝑇𝑖
=
𝑉𝑓
𝑇𝑓
Reemplazando:
2,8
253
=
𝑉𝑓
298
Resolviendo: 𝑉𝑓 = 3,3 𝐿
RESPUESTA: B

30. Problema 10
Cuando la presión de un gas se incrementa de 3 atm a 8
atm y la temperatura de 27 °C a 127 °C, ¿cuál es el
porcentaje de variación de volumen?
A) Aumentó en 40 %
B) Disminuyó en 50 %
C) Aumentó en 50 %
D) Aumentó en 70 %
E) Aumentó en 25 %
RESOLUCIÓN:
Como la masa del gas no cambia (no se
agrega ni se extrae gas), aplicamos la
ecuación general:
𝑃𝑖 × 𝑉𝑖
𝑇𝑖
=
𝑃𝑓 × 𝑉𝑓
𝑇𝑓
Reemplazando:
3 × 𝑉𝑖
300
=
8 × 𝑉𝑓
400
efectuando: 𝑉𝑓 = 0,5𝑉𝑖
En porcentaje: disminuyó 50 %
RESPUESTA: B

31. Problema 11
A la presión de 2 atm un gas ocupa 40 L, luego
isotérmicamente su volumen se reduce a 16 L y finalmente
se efectúa un proceso isócoro, aumentando su presión en
3 atm y resultando su temperatura final de 127 °C. Calcule
la temperatura inicial en °C.
A) 80
B) - 50
C) - 23
D) - 85
E) 200

32. Problema 12
Algunas latas de aerosol para aspersión pueden explotar si
su presión interna excede las 3,0 atm. Si una lata de
aerosol tiene una presión de 2,1 atm a 27 °C, ¿a qué
temperatura (en K) será su presión igual a 3,0 atm?
A) 228,6
B) 328,6
C) 428,6
D) 480,6
E) 520,6

33. Problema 13
Se tiene 6 L de un gas ideal a la presión de 2 atm y
temperatura de 27 °C. Si se expande isotérmicamente
hasta un volumen de 30 litros y luego se somete a un
proceso isobárico hasta una temperatura de 150 °C,
calcule la presión y volumen final (en atm y litros
respectivamente).
A) 0,4; 21,3
B) 0,4; 42,3
C) 0,4; 83,3
D) 0,4; 166,7
E) 0,8; 42,3

34. Problema 14
Un vendedor de globos tiene un recipiente de 30 litros lleno
de hidrógeno a la temperatura de 25 °C y sometido a una
presión de 8 atm. ¿Cuántos globos de 2 litros, a la presión
de 1 atm y misma temperatura, podría llenar con todo el
hidrógeno del recipiente?
A) 90
B) 100
C) 120
D) 130
E) 150

35. Problema 15
Se tiene 25 g de amoníaco (NH3) a 47 °C ejerciendo 647
mmHg de presión. ¿Qué volumen en litros ocupa esta
masa de gas?
Masa atómica: H = 1; N = 14
A) 55,2
B) 45,4
C) 20,9
D) 6,38
E) 1,02
RESOLUCIÓN:
Aplicamos la ecuación universal: P x V = R x T x n
Como participa la masa, aplicamos: 𝑃 × 𝑉 = 𝑅 × 𝑇 ×
𝑊
𝑀
Reemplazando: 647 × 𝑉 = 62,4 × 320 ×
25
17
Efectuando; V = 45,39 L
RESPUESTA: B
Notas:
Se aplica la ec. universal cuando participa la masa
o los moles.
El volumen se expresa siempre en litros.
La temperatura siempre debe estar expresada en
kelvin.
La constante R es 62,4 cuando la presión se
expresa en mmHg.
La masa molar del NH3 es: 14 + 1x3 = 17 g/mol

36. Problema 16
Un gas ideal se encuentra a una presión de 2 atm y 27 °C.
Mediante un proceso isócoro se aumenta la presión a 4
atm. Luego, mediante un proceso isobárico, el volumen se
lleva a 10 litros, a una temperatura de 450 °C. Determine el
porcentaje de variación del volumen respecto del valor
inicial.
A) Aumenta en 20,5 %
B) Aumenta en 25,5 %
C) Aumenta en 28,0 %
D) Disminuye en 25,5 %
E) Disminuye en 30,8 %

37. Problema 17
¿Cuántos gramos de helio hay en un globo lleno de 8,5
litros del gas a una temperatura de 20 °C y una presión de
800 mmHg?
Masa atómica: He = 4
A) 18,1
B) 9,1
C) 4,5
D) 3,0
E) 1,5
RESOLUCIÓN:
Aplicamos la ecuación universal: P x V = R x T x n
Como participa la masa, aplicamos: 𝑃 × 𝑉 = 𝑅 × 𝑇 ×
𝑊
𝑀
Reemplazando: 800 × 8,5 = 62,4 × 293 ×
𝑊
4
Efectuando; W = 1,49 g
RESPUESTA: E

38. Problema 18
De acuerdo con el gráfico, determine cuántas moléculas de
gas ideal están contenidas en el recipiente.
Dato: NA = número de Avogadro
Vgas = 4 L
T = 27 °C
A) NA
B) 0,5 NA
C) 0,12 NA
D) 0,29 NA
E) 0,46 NA
A B
PA = PB
P gas + 200 mmHg = 760 mmHg
P gas = 560 mmHg
Aplicamos la ec. universal:
P x V = R x T x n
560 x 4 = 62,4 x 300 x n
n = 0,1197 mol
1 mol ….. NA moléculas
0,1197 mol ….. x
x = 0,12 NA moléculas
RESPUESTA: C

39. Problema 19
¿Cuál es la masa molar (en g/mol) de un gas cuya
densidad a 25 °C y 1 atm de presión es 0,655 g/L?
A) 16
B) 20
C) 28
D) 32
E) 64
RESOLUCIÓN:
Como nos dan de dato la densidad, aplicamos:
𝑃 × 𝑀 = 𝑅 × 𝑇 × 𝜌
Reemplazando: 1 × 𝑀 = 0,082 × 298 × 0,655
Resolviendo: 𝑀 = 16 g/mol
RESPUESTA: A

40. Problema 20
Calcule la densidad (g/L) del vapor de tetracloruro de
carbono, CCl4, a 714 mmHg y 125 °C.
Ar: C = 12; Cl = 35,5
A) 1,22
B) 3,22
C) 4,43
D) 3.43
E) 5,34
RESOLUCIÓN:
Como nos dan de dato la densidad, aplicamos:
𝑃 × 𝑀 = 𝑅 × 𝑇 × 𝜌
Reemplazando: 714 × 𝑀 = 62,4 × 398 × 𝜌
𝑀 = 12 + 35,5 × 4 = 154 𝑔/𝑚𝑜𝑙
Reemplazando: 714 × 154 = 62,4 × 398 × 𝜌
Resolviendo: 𝜌 = 4,43 g/L
RESPUESTA: C