LABORATORIO​ ​QUIMICA
MARIA​ ​JOSE​ ​MELO​ ​CAICEDO
INSTITUCION​ ​EDUCATIVA​ ​EXALUMNAS​ ​DE​ ​LA​ ​PRESENTACIÓN
IBAGUÉ-TOLIMA
ÁREA​ ​DE​ ​CIENCIAS
2017
LABORATORIO​ ​QUIMICA
MARIA​ ​JOSE​ ​MELO​ ​CAICEDO
PROFESOR/A:
DIANA​ ​FERNANDA​ ​JARAMILLO​ ​CARDENAS
INSTITUCION​ ​EDUCATIVA​ ​EXALUMNAS​ ​DE​ ​LA​ ​PRESENTACIÓN
IBAGUÉ-TOLIMA
ÁREA​ ​DE​ ​CIENCIAS
2017
CONTENIDO​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​pag
1. INTRODUCCIÓN​ ​​………………………………………………………………
2. OBJETIVOS​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​……………………………………………………………...
3. CONCEPTOS​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​​ ​………………………………………………………………
Estados​ ​de​ ​agregación
Temperatura
Presion
Volumen
Cantidad​ ​de​ ​gases
4. LEYES​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​…………………………………………………………………
Boyle
Charles
Gases​ ​ideales
Ley​ ​generalizada
5. EJERCICIOS​ ​​ ​​ ​​…………………………………………………………………..
6. LABORATORIO​ ​​………………………………………………………………...
7. CONCLUSIONES​​ ​……………………………………………………………….
INTRODUCCIÓN
El​ ​conocimiento​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​y​ ​de​ ​las​ ​leyes​ ​que​ ​gobiernan​ ​al​ ​comportamiento​ ​de​ ​los
gases​ ​nos​ ​puede​ ​ayudar​ ​a​ ​entender​ ​la​ ​naturaleza​ ​de​ ​la​ ​materia​ ​y​ ​nos​ ​permitirá
hacer​ ​las​ ​decisiones​ ​concernientes​ ​a​ ​los​ ​temas​ ​importantes​ ​del​ ​ambiente​ ​y​ ​de​ ​la
salud.​ ​Aportando​ ​a​ ​nuestro​ ​emprendimiento​ ​estudiantil​ ​e​ ​​ ​introduciéndonos​ ​a​ ​la
química​ ​laborativa.
OBJETIVOS
● Interpretar​ ​las​ ​leyes​ ​que​ ​rigen​ ​a​ ​los​ ​gases​ ​ideales​ ​de​ ​forma​ ​experimental​ ​,
teniendo​ ​en​ ​cuenta​ ​las​ ​variables​ ​de​ ​estado.
● Práctica​ ​y​ ​entendimiento​ ​del​ ​tema​ ​trabajado.
● Explorar​ ​nuevas​ ​fuentes.
● Relación​ ​y​ ​definición​ ​de​ ​conceptos​ ​para​ ​la​ ​comprensión​ ​de​ ​estos​ ​mismos.
CONCEPTOS
➔ Estados​ ​de​ ​agregación
Los​ ​estados​ ​de​ ​agregación,​ ​​sólido​,​​ ​líquido​​ ​y​​ ​gaseoso​,​ ​dependen
fundamentalmente​ ​de​ ​las​ ​condiciones​ ​de​ ​presión​ ​y​ ​temperatura​ ​a​ ​las​ ​que
esté​ ​sometida​ ​la​ ​materia
Ejemplos:
TEMPERATURA:
● Dilatación​ ​(aumenta​ ​su​ ​volumen)
● Se​ ​vuelven​ ​maleables​ ​(puedes​ ​cambiar​ ​su​ ​forma​ ​sin​ ​que​ ​se​ ​parta)
● Se​ ​funden​ ​es​ ​decir​ ​pasan​ ​a​ ​estado​ ​líquido.
● Algunos​ ​pueden​ ​sublimarse​ ​(pasan​ ​al​ ​estado​ ​gaseoso,​ ​sin​ ​pasar​ ​por​ ​el
estado​ ​líquido)
● Pasan​ ​al​ ​estado​ ​gaseoso.
● Pasan​ ​al​ ​estado​ ​de​ ​plasma.
➔ TEMPERATURA
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.
➔ PRESIÓN
En​ ​Física,​ ​llamamos​ ​presión​ ​a​ ​la​ ​relación​ ​que​ ​existe​ ​entre​ ​una​ ​fuerza​ ​y​ ​la​ ​superficie
sobre​ ​la​ ​que​ ​se​ ​aplica:
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)
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​ ​correspondería​ ​con​ ​el
peso​ ​(m⋅gm⋅g)​ ​de​ ​la​ ​columna​ ​de​ ​mercurio​ ​por​ ​lo
que
● Como​ ​la​ ​masa​ ​puede​ ​expresarse​ ​como​ ​el​ ​producto​ ​de​ ​la​ ​densidad​ ​por​ ​el
volumen​ ​​(m=d⋅Vm=d⋅V),​​ ​si​ ​sustituimos​ ​será:
● y​ ​dado​ ​que​ ​el​ ​volumen​ ​es​ ​el​ ​producto​ ​de​ ​la​ ​superficie​ ​de​ ​la​ ​base​ ​por​ ​la​ ​altura
(V=S⋅hV=S⋅h)​,​ ​tenemos
y​ ​simplificando​ ​tenemos:
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:
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.
➔ VOLUMEN
El​ ​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.
Ej:
➔ CANTIDAD​ ​DE​ ​GASES
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
¡¡¡​ ​602.200.000.000.000.000.000.000​ ​!!!
La​ ​masa​ ​molar​ ​de​ ​una​ ​sustancia​ ​pura​ ​es​ ​la​ ​masa​ ​que​ ​corresponde​ ​a​ ​1​ ​mol​ ​de​ ​dicha
sustancia:
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.
LEYES
➔ 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.
¿Por​ ​qué​ ​ocurre​ ​esto?
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:
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:
que​ ​es​ ​otra​ ​manera​ ​de​ ​expresar​ ​la​ ​ley​ ​de​ ​Boyle.
Ejercicio:​​ ​4.0​ ​L​ ​de​ ​un​ ​gas​ ​están​ ​600​ ​mmHg​ ​de​ ​presión​ ​¿Cuál​ ​será​ ​su​ ​nuevo
volumen​ ​si​ ​aumentamos​ ​la​ ​presión​ ​hasta​ ​800​ ​mmHg?
Datos:
V1​ ​=​​ ​4.0L
P1​ ​=​ ​​600​ ​mmHg
P2​ ​=​​ ​800​ ​mmHg
V2​ ​=​​ ​?
P1​ ​.​ ​V1​ ​=​ ​P2​ ​.​ ​V2
se​ ​sustituyen​ ​los​ ​valores​ ​en​ ​la​ ​ecuación
600​ ​mmHg​ ​.​ ​4.0L=800​ ​mmHg​ ​.​ ​V2
y​ ​despejando:
V2=​ ​3L
➔ 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.
¿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
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:
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:
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.
Ejercicio:​​ ​Un​ ​gas​ ​tiene​ ​un​ ​volumen​ ​de​ ​2.5​ ​L​ ​a​ ​25​ ​°C.​ ​¿Cuál​ ​será​ ​su​ ​nuevo​ ​volumen
si​ ​bajamos​ ​la​ ​temperatura​ ​a​ ​10​ ​°C?
Datos:
V1=​​ ​2.5L
T1=​​ ​​25​ ​°C
V2=​​ ​?
T2=​​ ​10​ ​°C
Primero​ ​expresamos​ ​la​ ​temperatura​ ​en​ ​kelvin:
T​1​​ ​=​​ ​(25​ ​+​ ​273)​ ​K=​ ​298​ ​K
T​2​​ ​=​ ​​(10​ ​+​ ​273​ ​)​ ​K=​ ​283​ ​K
Ahora​ ​sustituimos​ ​los​ ​datos​ ​en​ ​la​ ​ecuación:
2.5L​ ​/​ ​298​ ​K=V​2​ ​/​ ​​283​ ​K
y​ ​despejando:
V2=​​ ​2.37L
➔ GASES​ ​IDEALES
La​ ​ley​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​ideales​ ​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​ ​(​conservación​ ​de
momento​​ ​​y​​ ​​energía​ ​cinética​).
La​​ ​​ecuación​​ ​​que​ ​describe​ ​normalmente​ ​la​ ​relación​ ​entre​ ​la​ ​presión,​ ​el
volumen,​ ​la​ ​temperatura​ ​y​ ​la​ ​cantidad​ ​(en​ ​​moles​)​ ​de​ ​un​ ​gas​ ​ideal​ ​es:
P=​​ ​Presión​ ​absoluta
V=​​ ​Volumen
n=​​ ​Moles​ ​de​ ​gas
R=​​ ​Constante​ ​universal​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​ideales
T=​​ ​Temperatura​ ​absoluta
➔ LEY​ ​GENERALIZADA
La​ ​ley​ ​general​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​es​ ​una​ ​ley​ ​de​ ​los​ ​​gases​​ ​que​ ​combina​ ​la​​ ​​ley​ ​de
Boyle-Mariotte​,​​ ​la​ ​​ley​ ​de​ ​Charles​​ ​y​ ​​la​ ​​ley​ ​de​ ​Gay-Lussac​.​ ​Estas​ ​leyes
matemáticamente​ ​se​ ​refieren​ ​a​ ​cada​ ​una​ ​de​ ​las​ ​variables​ ​termodinámicas
con​ ​relación​ ​a​ ​otra​ ​mientras​ ​todo​ ​lo​ ​demás​ ​se​ ​mantiene​ ​constante.
​ ​​La​ ​interdependencia​ ​de​ ​estas​ ​variables​ ​se​ ​muestra​ ​en​ ​la​ ​ley​ ​de​ ​los​ ​gases
combinados,​ ​que​ ​establece​ ​claramente​ ​que:
La​ ​relación​ ​entre​ ​el​ ​producto​ ​presión-volumen​ ​y​ ​la​ ​temperatura​ ​de​ ​un​ ​sistema
permanece​ ​constante.
Matemáticamente​​ ​puede​ ​formularse​ ​como:
donde:
● ​ ​​P​​ ​​es​ ​la​​ ​​presión
● V​​ ​es​ ​el​ ​​volumen
● T​​ ​​es​ ​la​ ​​temperatura​​ ​absoluta​ ​(en​ ​​kelvins​)
● K​​ ​​es​ ​una​ ​constante​ ​(con​ ​unidades​ ​de​ ​energía​ ​dividido​ ​por​ ​la​ ​temperatura)
que​ ​dependerá​ ​de​ ​la​ ​cantidad​ ​de​ ​gas​ ​considerado.
Otra​ ​forma​ ​de​ ​expresarlo​ ​es​ ​la​ ​siguiente:
donde​ ​presión,​ ​volumen​ ​y​ ​temperatura​ ​se​ ​han​ ​medido​ ​en​ ​dos​ ​instantes​ ​distintos​ ​1​ ​y
2​ ​para​ ​un​ ​mismo​ ​sistema.
En​ ​adición​ ​de​ ​la​ ​​ley​ ​de​ ​Avogadro​​ ​al​ ​rendimiento​ ​de​ ​la​ ​ley​ ​de​ ​gases​ ​combinados​ ​se
obtiene​ ​la​ ​​ley​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​ideales​.
Aplicaciones:
La​ ​ley​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​combinados​ ​se​ ​pueden​ ​utilizar​ ​para​ ​explicar​ ​la​ ​mecánica​ ​que​ ​se
ven​ ​afectados​ ​de​ ​presión,​ ​temperatura​ ​y​ ​volumen.
Por​ ​ejemplo:​ ​los​ ​acondicionadores​ ​de​ ​aire,​ ​​refrigeradores​​ ​y​ ​la​ ​formación​ ​de​ ​​nubes​.
EJERCICIOS
● LEY​ ​DE​ ​BOYLE
1.
2.
● LEY​ ​DE​ ​CHARLES
1.
2.
● LEY​ ​DE​ ​GAY-LUSSAC
1.
2.
● GASES​ ​IDEALES
1.
2.
CONCLUSIONES
● Podemos​ ​concluir​ ​que​ ​las​ ​ecuaciones​ ​se​ ​complementan​ ​entre​ ​sí,​ ​buscando
su​ ​variable​ ​en​ ​específico
● En​ ​la​ ​Ley​ ​de​ ​Boyle​ ​en​ ​todas​ ​las​ ​situaciones​ ​el​ ​producto​ ​de​ ​presión​ ​y​ ​volumen
será​ ​constante
● El​ ​​comportamiento​​ ​de​ ​un​ ​gas​ ​con​ ​respecto​ ​a​ ​la​ ​temperatura​ ​es​ ​lineal
● Si​ ​un​ ​sistema​ ​se​ ​mantiene​ ​a​ ​presión​ ​constante,​ ​el​ ​aumento​ ​de​ ​temperatura
conlleva​ ​a​ ​un​ ​aumento​ ​de​ ​volumen.
● En​ ​los​ ​gases​ ​ideales​ ​las​ ​relaciones​ ​físicas​ ​pueden​ ​ser​ ​usadas​ ​para​ ​conocer
su​ ​número​ ​de​ ​moles,​ ​presión,​ ​volumen,​ ​temperatura,​ ​presión​ ​parcial,​ ​volumen
parcial​ ​de​ ​un​ ​gas​ ​y​ ​poder​ ​ver​ ​su​ ​capacidad​ ​para​ ​realizar​ ​trabajo​ ​en​ ​un​ ​ciclo
termodinámico
Laboratorio gases

Laboratorio gases

  • 1.
    LABORATORIO​ ​QUIMICA MARIA​ ​JOSE​​MELO​ ​CAICEDO INSTITUCION​ ​EDUCATIVA​ ​EXALUMNAS​ ​DE​ ​LA​ ​PRESENTACIÓN IBAGUÉ-TOLIMA ÁREA​ ​DE​ ​CIENCIAS 2017
  • 2.
    LABORATORIO​ ​QUIMICA MARIA​ ​JOSE​​MELO​ ​CAICEDO PROFESOR/A: DIANA​ ​FERNANDA​ ​JARAMILLO​ ​CARDENAS INSTITUCION​ ​EDUCATIVA​ ​EXALUMNAS​ ​DE​ ​LA​ ​PRESENTACIÓN IBAGUÉ-TOLIMA ÁREA​ ​DE​ ​CIENCIAS 2017
  • 3.
    CONTENIDO​ ​​ ​​​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​pag 1. INTRODUCCIÓN​ ​​……………………………………………………………… 2. OBJETIVOS​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​……………………………………………………………... 3. CONCEPTOS​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​​ ​……………………………………………………………… Estados​ ​de​ ​agregación Temperatura Presion Volumen Cantidad​ ​de​ ​gases 4. LEYES​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​ ​​………………………………………………………………… Boyle Charles Gases​ ​ideales Ley​ ​generalizada 5. EJERCICIOS​ ​​ ​​ ​​………………………………………………………………….. 6. LABORATORIO​ ​​………………………………………………………………... 7. CONCLUSIONES​​ ​……………………………………………………………….
  • 4.
    INTRODUCCIÓN El​ ​conocimiento​ ​de​​los​ ​gases​ ​y​ ​de​ ​las​ ​leyes​ ​que​ ​gobiernan​ ​al​ ​comportamiento​ ​de​ ​los gases​ ​nos​ ​puede​ ​ayudar​ ​a​ ​entender​ ​la​ ​naturaleza​ ​de​ ​la​ ​materia​ ​y​ ​nos​ ​permitirá hacer​ ​las​ ​decisiones​ ​concernientes​ ​a​ ​los​ ​temas​ ​importantes​ ​del​ ​ambiente​ ​y​ ​de​ ​la salud.​ ​Aportando​ ​a​ ​nuestro​ ​emprendimiento​ ​estudiantil​ ​e​ ​​ ​introduciéndonos​ ​a​ ​la química​ ​laborativa. OBJETIVOS ● Interpretar​ ​las​ ​leyes​ ​que​ ​rigen​ ​a​ ​los​ ​gases​ ​ideales​ ​de​ ​forma​ ​experimental​ ​, teniendo​ ​en​ ​cuenta​ ​las​ ​variables​ ​de​ ​estado. ● Práctica​ ​y​ ​entendimiento​ ​del​ ​tema​ ​trabajado. ● Explorar​ ​nuevas​ ​fuentes. ● Relación​ ​y​ ​definición​ ​de​ ​conceptos​ ​para​ ​la​ ​comprensión​ ​de​ ​estos​ ​mismos.
  • 5.
    CONCEPTOS ➔ Estados​ ​de​​agregación Los​ ​estados​ ​de​ ​agregación,​ ​​sólido​,​​ ​líquido​​ ​y​​ ​gaseoso​,​ ​dependen fundamentalmente​ ​de​ ​las​ ​condiciones​ ​de​ ​presión​ ​y​ ​temperatura​ ​a​ ​las​ ​que esté​ ​sometida​ ​la​ ​materia Ejemplos:
  • 6.
    TEMPERATURA: ● Dilatación​ ​(aumenta​​su​ ​volumen) ● Se​ ​vuelven​ ​maleables​ ​(puedes​ ​cambiar​ ​su​ ​forma​ ​sin​ ​que​ ​se​ ​parta) ● Se​ ​funden​ ​es​ ​decir​ ​pasan​ ​a​ ​estado​ ​líquido. ● Algunos​ ​pueden​ ​sublimarse​ ​(pasan​ ​al​ ​estado​ ​gaseoso,​ ​sin​ ​pasar​ ​por​ ​el estado​ ​líquido) ● Pasan​ ​al​ ​estado​ ​gaseoso. ● Pasan​ ​al​ ​estado​ ​de​ ​plasma. ➔ TEMPERATURA 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.
  • 7.
    ¿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.
  • 8.
    ➔ PRESIÓN En​ ​Física,​​llamamos​ ​presión​ ​a​ ​la​ ​relación​ ​que​ ​existe​ ​entre​ ​una​ ​fuerza​ ​y​ ​la​ ​superficie sobre​ ​la​ ​que​ ​se​ ​aplica: 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) 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​ ​correspondería​ ​con​ ​el peso​ ​(m⋅gm⋅g)​ ​de​ ​la​ ​columna​ ​de​ ​mercurio​ ​por​ ​lo que ● Como​ ​la​ ​masa​ ​puede​ ​expresarse​ ​como​ ​el​ ​producto​ ​de​ ​la​ ​densidad​ ​por​ ​el volumen​ ​​(m=d⋅Vm=d⋅V),​​ ​si​ ​sustituimos​ ​será:
  • 9.
    ● y​ ​dado​​que​ ​el​ ​volumen​ ​es​ ​el​ ​producto​ ​de​ ​la​ ​superficie​ ​de​ ​la​ ​base​ ​por​ ​la​ ​altura (V=S⋅hV=S⋅h)​,​ ​tenemos y​ ​simplificando​ ​tenemos: 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: 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.
  • 10.
    ➔ VOLUMEN El​ ​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. Ej:
  • 11.
    ➔ CANTIDAD​ ​DE​​GASES 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 ¡¡¡​ ​602.200.000.000.000.000.000.000​ ​!!! La​ ​masa​ ​molar​ ​de​ ​una​ ​sustancia​ ​pura​ ​es​ ​la​ ​masa​ ​que​ ​corresponde​ ​a​ ​1​ ​mol​ ​de​ ​dicha sustancia: 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.
  • 12.
    LEYES ➔ 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. ¿Por​ ​qué​ ​ocurre​ ​esto? 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.
  • 13.
    Cuando disminuye elvolumen 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: 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: que​ ​es​ ​otra​ ​manera​ ​de​ ​expresar​ ​la​ ​ley​ ​de​ ​Boyle. Ejercicio:​​ ​4.0​ ​L​ ​de​ ​un​ ​gas​ ​están​ ​600​ ​mmHg​ ​de​ ​presión​ ​¿Cuál​ ​será​ ​su​ ​nuevo volumen​ ​si​ ​aumentamos​ ​la​ ​presión​ ​hasta​ ​800​ ​mmHg? Datos: V1​ ​=​​ ​4.0L P1​ ​=​ ​​600​ ​mmHg P2​ ​=​​ ​800​ ​mmHg V2​ ​=​​ ​? P1​ ​.​ ​V1​ ​=​ ​P2​ ​.​ ​V2 se​ ​sustituyen​ ​los​ ​valores​ ​en​ ​la​ ​ecuación 600​ ​mmHg​ ​.​ ​4.0L=800​ ​mmHg​ ​.​ ​V2 y​ ​despejando: V2=​ ​3L
  • 14.
    ➔ 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. ¿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 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.
  • 15.
    Matemáticamente​ ​podemos​ ​expresarlo​​así: 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: 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. Ejercicio:​​ ​Un​ ​gas​ ​tiene​ ​un​ ​volumen​ ​de​ ​2.5​ ​L​ ​a​ ​25​ ​°C.​ ​¿Cuál​ ​será​ ​su​ ​nuevo​ ​volumen si​ ​bajamos​ ​la​ ​temperatura​ ​a​ ​10​ ​°C? Datos: V1=​​ ​2.5L T1=​​ ​​25​ ​°C V2=​​ ​? T2=​​ ​10​ ​°C Primero​ ​expresamos​ ​la​ ​temperatura​ ​en​ ​kelvin: T​1​​ ​=​​ ​(25​ ​+​ ​273)​ ​K=​ ​298​ ​K T​2​​ ​=​ ​​(10​ ​+​ ​273​ ​)​ ​K=​ ​283​ ​K Ahora​ ​sustituimos​ ​los​ ​datos​ ​en​ ​la​ ​ecuación: 2.5L​ ​/​ ​298​ ​K=V​2​ ​/​ ​​283​ ​K y​ ​despejando: V2=​​ ​2.37L
  • 16.
    ➔ GASES​ ​IDEALES La​​ley​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​ideales​ ​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​ ​(​conservación​ ​de momento​​ ​​y​​ ​​energía​ ​cinética​). La​​ ​​ecuación​​ ​​que​ ​describe​ ​normalmente​ ​la​ ​relación​ ​entre​ ​la​ ​presión,​ ​el volumen,​ ​la​ ​temperatura​ ​y​ ​la​ ​cantidad​ ​(en​ ​​moles​)​ ​de​ ​un​ ​gas​ ​ideal​ ​es: P=​​ ​Presión​ ​absoluta V=​​ ​Volumen n=​​ ​Moles​ ​de​ ​gas R=​​ ​Constante​ ​universal​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​ideales T=​​ ​Temperatura​ ​absoluta
  • 17.
    ➔ LEY​ ​GENERALIZADA La​​ley​ ​general​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​es​ ​una​ ​ley​ ​de​ ​los​ ​​gases​​ ​que​ ​combina​ ​la​​ ​​ley​ ​de Boyle-Mariotte​,​​ ​la​ ​​ley​ ​de​ ​Charles​​ ​y​ ​​la​ ​​ley​ ​de​ ​Gay-Lussac​.​ ​Estas​ ​leyes matemáticamente​ ​se​ ​refieren​ ​a​ ​cada​ ​una​ ​de​ ​las​ ​variables​ ​termodinámicas con​ ​relación​ ​a​ ​otra​ ​mientras​ ​todo​ ​lo​ ​demás​ ​se​ ​mantiene​ ​constante. ​ ​​La​ ​interdependencia​ ​de​ ​estas​ ​variables​ ​se​ ​muestra​ ​en​ ​la​ ​ley​ ​de​ ​los​ ​gases combinados,​ ​que​ ​establece​ ​claramente​ ​que: La​ ​relación​ ​entre​ ​el​ ​producto​ ​presión-volumen​ ​y​ ​la​ ​temperatura​ ​de​ ​un​ ​sistema permanece​ ​constante. Matemáticamente​​ ​puede​ ​formularse​ ​como: donde: ● ​ ​​P​​ ​​es​ ​la​​ ​​presión ● V​​ ​es​ ​el​ ​​volumen ● T​​ ​​es​ ​la​ ​​temperatura​​ ​absoluta​ ​(en​ ​​kelvins​) ● K​​ ​​es​ ​una​ ​constante​ ​(con​ ​unidades​ ​de​ ​energía​ ​dividido​ ​por​ ​la​ ​temperatura) que​ ​dependerá​ ​de​ ​la​ ​cantidad​ ​de​ ​gas​ ​considerado. Otra​ ​forma​ ​de​ ​expresarlo​ ​es​ ​la​ ​siguiente: donde​ ​presión,​ ​volumen​ ​y​ ​temperatura​ ​se​ ​han​ ​medido​ ​en​ ​dos​ ​instantes​ ​distintos​ ​1​ ​y 2​ ​para​ ​un​ ​mismo​ ​sistema. En​ ​adición​ ​de​ ​la​ ​​ley​ ​de​ ​Avogadro​​ ​al​ ​rendimiento​ ​de​ ​la​ ​ley​ ​de​ ​gases​ ​combinados​ ​se obtiene​ ​la​ ​​ley​ ​de​ ​los​ ​gases​ ​ideales​.
  • 18.
    Aplicaciones: La​ ​ley​ ​de​​los​ ​gases​ ​combinados​ ​se​ ​pueden​ ​utilizar​ ​para​ ​explicar​ ​la​ ​mecánica​ ​que​ ​se ven​ ​afectados​ ​de​ ​presión,​ ​temperatura​ ​y​ ​volumen. Por​ ​ejemplo:​ ​los​ ​acondicionadores​ ​de​ ​aire,​ ​​refrigeradores​​ ​y​ ​la​ ​formación​ ​de​ ​​nubes​.
  • 19.
  • 20.
    ● LEY​ ​DE​​CHARLES 1. 2.
  • 21.
    ● LEY​ ​DE​​GAY-LUSSAC 1. 2.
  • 22.
  • 23.
    CONCLUSIONES ● Podemos​ ​concluir​​que​ ​las​ ​ecuaciones​ ​se​ ​complementan​ ​entre​ ​sí,​ ​buscando su​ ​variable​ ​en​ ​específico ● En​ ​la​ ​Ley​ ​de​ ​Boyle​ ​en​ ​todas​ ​las​ ​situaciones​ ​el​ ​producto​ ​de​ ​presión​ ​y​ ​volumen será​ ​constante ● El​ ​​comportamiento​​ ​de​ ​un​ ​gas​ ​con​ ​respecto​ ​a​ ​la​ ​temperatura​ ​es​ ​lineal ● Si​ ​un​ ​sistema​ ​se​ ​mantiene​ ​a​ ​presión​ ​constante,​ ​el​ ​aumento​ ​de​ ​temperatura conlleva​ ​a​ ​un​ ​aumento​ ​de​ ​volumen. ● En​ ​los​ ​gases​ ​ideales​ ​las​ ​relaciones​ ​físicas​ ​pueden​ ​ser​ ​usadas​ ​para​ ​conocer su​ ​número​ ​de​ ​moles,​ ​presión,​ ​volumen,​ ​temperatura,​ ​presión​ ​parcial,​ ​volumen parcial​ ​de​ ​un​ ​gas​ ​y​ ​poder​ ​ver​ ​su​ ​capacidad​ ​para​ ​realizar​ ​trabajo​ ​en​ ​un​ ​ciclo termodinámico