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FÍSICA DE GASES
Andrea Valencia Astudillo
Mayo, 2013
Moléculas
muy
separadas

GASES

Ocupan todo
el volumen

Carecen de
forma
definida
PROPIEDADES DE LOS GASES

Se adaptan a la forma y volumen del recipiente que los
contiene.

Compresibilidad.

Difundibilidad: No tienen fuerzas de atracción internas
por cuanto difunden libremente.

Dilatables: La energía cinética promedio es
proporcional a la temperatura.
VARIABLES QUE AFECTAN EL
COMPORTAMIENTO DE LOS GASES

Presión

Temperatura
(k)

Cantidad

Volumen

Densidad
GAS IDEAL

Moléculas separadas que raramente
chocan unas con otras.

V ocupado por sus moléculas es
el mínimo en comparación con
el V total
• Sus moléculas ocupan un
Volumen determinado y existen
atracción entre las mismas
moléculas.
LEY DE BOYLE
V= 1/P

"A temperatura constante los volúmenes
de los gases son inversamente
proporcionales a las presiones que
soportan"
PROBLEMA
• Un gas ocupa un volumen de 20 litros cuando se
encuentra a una presión de 1 atm. Si se mantiene la
temperatura constante y se aumenta la presión a 1.8
atm, calcular el volumen que ocupa este gas

V2= 11.1 L
LEY DE
GAY
LUSSAC

• "A volumen constante, la
presión que ejerce el gas es
directamente proporcional a
la temperatura absoluta que
soporta"
• 1. Un gas en un recipiente de 2 litros a 293 K y 560 mmHg.
¿A qué temperatura en °C llegará el gas si aumenta la
presión interna hasta 760 mmHg?

V= 2 L
T1= 293 K
T2= ?
P1= 560 mmHg
P2= 760 mmHg

T2= P2 . T1
P1

T2= 397, 76 K
LEY DE
CHARLES

"A presión constante, el volumen que
ocupa una muestra de gas es
directamente proporcional a las
temperaturas absolutas que soportan"

V1.T2 = V2.T1
• A 1,5 atmósferas y 25 °C el volumen de un gas es
de 600 cm3, si la presión permanece inalterable
¿Cuál será el volumen del gas a 20 °C?

P1= 1,5 atm (cte)
T1= 25°C + 273= 298 K

V1= 600 cm3
V2= ?
T2= 20 °C +273= 293 K

V2= V1.T2
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COMBINADA

• "El volumen ocupado por una masa
gaseosa, es inversamente proporcional
a las presiones y directamente
proporcional a las temperaturas
absolutas que soportan”
• Una masa gaseosa ocupa u volumen de 2,5 litros a 12
°C y 2 atm de presión. ¿Cuál es el volumen del gas si la
temperatura aumenta a 38°C y la presión se incrementa
hasta 2,5 atm?
V1= 2,5 L
V2= ?
T1= 12 °C +273= 285
K
P1= 2 atm
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LEY DE
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Ptotal= P1 + P2 + P3 +
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Pparcial= X(gas) . Ptotal X=
Fracción Molar

• "La presión total de una mezcla
es igual a la suma de las
presiones parciales que ejercen
los gases de forma
independiente"
• Una muestra de gases contiene CH4, C2H6 y C3H8. Si la
presión total es de 1,50 atm y la fracción molar de cada
gas son 0.36; 0.294; 0.341; respectivamente. Calcular las
presiones parciales de los gases

X(CH4)= 0,34
X(C2H6)= 0,294
X(C3H8)= 0,341
Ptotal= 1,50
atm

P(CH4)= ?
P(C2H6)= ?
P(C3H8)= ?

Pparcial= X(gas) . Ptotal
P(CH4)= 0,34 . 1,50 atm= 0,51 atm
P(C2H6)= 0,294 . 1,50 atm= 0,196 atm
P(C3H8)= 0,341 . 1,50 atm= 0,512 atm
Una muestra de aire solo contiene nitrógeno y oxígeno gaseoso,
cuyas presiones parciales son 0,80 atmósfera y 0,20 atmósfera,
respectivamente. Calcula la presión total del aire.
P(N)= 0,80 atm
P(O)= 0,20 atm
Ptotal= ?
Pt= P(N) + P(O)
Pt= 0,80 atm + 0,20 atm
Pt= 1 atm
TEORIA CINETICA DE LOS GASES
• Moléculas de igual tamaño
y masa para un mismo gas.
• Las moléculas contenido en
un recipiente.
• No existe fuerzas de
atracción
• El volumen que ocupan las
moléculas de un Gas son
despreciables
CONSTANTE UNIVERSAL DE LOS GASES

Ejemplo:
Para calcular R consideramos un mol cualquiera de gas ideal en condiciones
normales de presión y temperatura (1atm y 273 K) ocupa un volumen de
22.413 lt.
•
•
•
•

P= 1 atm
V=22.413 Lt
T=273K
n=1 mol
Qué volumen ocuparan 7 moles de bioxido de carbono (CO2) a una
temperatura de 36°C y 830 mm de Hg?
ATMÓSFERA
Energía
cinética de sus
movimientos

Sin el calor del
las
moléculas de aire se
quedan en la superficie de
la tierra

Gravedad
Terrestre

≠ 1600 km/h con km de altura
TEMPERATURA
• Medida de grado relativo de calor o frío de una
sustancia.
• Termómetro

Termómetro
de
laboratorio

Un bulbo de vidrio
que contiene gas
diluido conectado
a un manómetro
de mercurio

El cambio de temperatura en cada gas es proporcional al
cambio de la energía cinética de traslación del gas.
FLOTABILIDAD DEL AIRE
Una fuerza lo empuja
hacia arriba debido al
peso del aire
desplazado, igual al
propio peso, pero
cualquier objeto menos
denso que el aire se
elevara.

• Principio de Arqumedes
Un objeto rodeado por aire es empujado hacia arriba por una
fuerza igual al peso del aire que desplaza el objeto
1. ¿Hay fuerza de flotabilidad que actué sobre ti? ¿Si hay
por qué no te hace flotar?

2. ¿Cómo varia la flotabilidad conforme sube un globo
de helio?
RESPUESTAS
• 1. si existe una fuerza de flotabilidad sobre nosotros, que nos empuja hacia
arriba; sim embargo no se la nota porque el peso es mayor a esta.
• 2. A medida que sube el globo se expande libremente, el aumento de su
volumen se contrarresta por una disminución de la densidad; pero si un
globo no puede expandirse, disminuye la flotabilidad, a medida que sube
ya que el aire desplazado tiene menor densidad.
• Generalmente los globos se expanden al empezar a subir y sino se acaban
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Física de gases

  • 1. FÍSICA DE GASES Andrea Valencia Astudillo Mayo, 2013
  • 3. PROPIEDADES DE LOS GASES Se adaptan a la forma y volumen del recipiente que los contiene. Compresibilidad. Difundibilidad: No tienen fuerzas de atracción internas por cuanto difunden libremente. Dilatables: La energía cinética promedio es proporcional a la temperatura.
  • 4. VARIABLES QUE AFECTAN EL COMPORTAMIENTO DE LOS GASES Presión Temperatura (k) Cantidad Volumen Densidad
  • 5. GAS IDEAL Moléculas separadas que raramente chocan unas con otras. V ocupado por sus moléculas es el mínimo en comparación con el V total
  • 6. • Sus moléculas ocupan un Volumen determinado y existen atracción entre las mismas moléculas.
  • 7. LEY DE BOYLE V= 1/P "A temperatura constante los volúmenes de los gases son inversamente proporcionales a las presiones que soportan"
  • 8. PROBLEMA • Un gas ocupa un volumen de 20 litros cuando se encuentra a una presión de 1 atm. Si se mantiene la temperatura constante y se aumenta la presión a 1.8 atm, calcular el volumen que ocupa este gas V2= 11.1 L
  • 9. LEY DE GAY LUSSAC • "A volumen constante, la presión que ejerce el gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta que soporta"
  • 10. • 1. Un gas en un recipiente de 2 litros a 293 K y 560 mmHg. ¿A qué temperatura en °C llegará el gas si aumenta la presión interna hasta 760 mmHg? V= 2 L T1= 293 K T2= ? P1= 560 mmHg P2= 760 mmHg T2= P2 . T1 P1 T2= 397, 76 K
  • 11. LEY DE CHARLES "A presión constante, el volumen que ocupa una muestra de gas es directamente proporcional a las temperaturas absolutas que soportan" V1.T2 = V2.T1
  • 12. • A 1,5 atmósferas y 25 °C el volumen de un gas es de 600 cm3, si la presión permanece inalterable ¿Cuál será el volumen del gas a 20 °C? P1= 1,5 atm (cte) T1= 25°C + 273= 298 K V1= 600 cm3 V2= ? T2= 20 °C +273= 293 K V2= V1.T2 T1 V2= 589,93cm3
  • 13. LEY COMBINADA • "El volumen ocupado por una masa gaseosa, es inversamente proporcional a las presiones y directamente proporcional a las temperaturas absolutas que soportan”
  • 14. • Una masa gaseosa ocupa u volumen de 2,5 litros a 12 °C y 2 atm de presión. ¿Cuál es el volumen del gas si la temperatura aumenta a 38°C y la presión se incrementa hasta 2,5 atm? V1= 2,5 L V2= ? T1= 12 °C +273= 285 K P1= 2 atm T2= 38 °C + 273= 311 K P2= 2,5 atm V2= V1 . P1 . T2 T1 . P2 V2= 2,18 L
  • 15. LEY DE DALTON Ptotal= P1 + P2 + P3 + .... Pparcial= X(gas) . Ptotal X= Fracción Molar • "La presión total de una mezcla es igual a la suma de las presiones parciales que ejercen los gases de forma independiente"
  • 16. • Una muestra de gases contiene CH4, C2H6 y C3H8. Si la presión total es de 1,50 atm y la fracción molar de cada gas son 0.36; 0.294; 0.341; respectivamente. Calcular las presiones parciales de los gases X(CH4)= 0,34 X(C2H6)= 0,294 X(C3H8)= 0,341 Ptotal= 1,50 atm P(CH4)= ? P(C2H6)= ? P(C3H8)= ? Pparcial= X(gas) . Ptotal P(CH4)= 0,34 . 1,50 atm= 0,51 atm P(C2H6)= 0,294 . 1,50 atm= 0,196 atm P(C3H8)= 0,341 . 1,50 atm= 0,512 atm
  • 17. Una muestra de aire solo contiene nitrógeno y oxígeno gaseoso, cuyas presiones parciales son 0,80 atmósfera y 0,20 atmósfera, respectivamente. Calcula la presión total del aire. P(N)= 0,80 atm P(O)= 0,20 atm Ptotal= ? Pt= P(N) + P(O) Pt= 0,80 atm + 0,20 atm Pt= 1 atm
  • 18. TEORIA CINETICA DE LOS GASES • Moléculas de igual tamaño y masa para un mismo gas. • Las moléculas contenido en un recipiente. • No existe fuerzas de atracción • El volumen que ocupan las moléculas de un Gas son despreciables
  • 19. CONSTANTE UNIVERSAL DE LOS GASES Ejemplo: Para calcular R consideramos un mol cualquiera de gas ideal en condiciones normales de presión y temperatura (1atm y 273 K) ocupa un volumen de 22.413 lt.
  • 21. Qué volumen ocuparan 7 moles de bioxido de carbono (CO2) a una temperatura de 36°C y 830 mm de Hg?
  • 22.
  • 23. ATMÓSFERA Energía cinética de sus movimientos Sin el calor del las moléculas de aire se quedan en la superficie de la tierra Gravedad Terrestre ≠ 1600 km/h con km de altura
  • 24. TEMPERATURA • Medida de grado relativo de calor o frío de una sustancia. • Termómetro Termómetro de laboratorio Un bulbo de vidrio que contiene gas diluido conectado a un manómetro de mercurio El cambio de temperatura en cada gas es proporcional al cambio de la energía cinética de traslación del gas.
  • 25. FLOTABILIDAD DEL AIRE Una fuerza lo empuja hacia arriba debido al peso del aire desplazado, igual al propio peso, pero cualquier objeto menos denso que el aire se elevara. • Principio de Arqumedes Un objeto rodeado por aire es empujado hacia arriba por una fuerza igual al peso del aire que desplaza el objeto
  • 26. 1. ¿Hay fuerza de flotabilidad que actué sobre ti? ¿Si hay por qué no te hace flotar? 2. ¿Cómo varia la flotabilidad conforme sube un globo de helio?
  • 27. RESPUESTAS • 1. si existe una fuerza de flotabilidad sobre nosotros, que nos empuja hacia arriba; sim embargo no se la nota porque el peso es mayor a esta. • 2. A medida que sube el globo se expande libremente, el aumento de su volumen se contrarresta por una disminución de la densidad; pero si un globo no puede expandirse, disminuye la flotabilidad, a medida que sube ya que el aire desplazado tiene menor densidad. • Generalmente los globos se expanden al empezar a subir y sino se acaban rompiéndose, el estiramiento de su tela llega a l máximo • Se estaciona donde la flotabilidad coincida con su peso.