Este documento presenta las leyes fundamentales de los gases ideales y conceptos básicos de termodinámica. Explica las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac, y cómo la ecuación general de los gases combina estas leyes. También cubre la ecuación de estado de los gases ideales, el equivalente mecánico del calor, el equilibrio térmico, y el trabajo realizado por un gas ideal en diferentes procesos. Por último, introduce las primeras y segundas leyes de la termodinámica, el concepto de máquina térm

1. I.E.P. “LAS PALMAS NUEVA ESPERANZA”
****
BARRANCA ****
E
LAS PALMAS
NUEVAESPERANZA
BARRANCA
TEORIA CINETICA DE LOS GASES Y TERMODINAMICA
LEYES DE LOS GASES IDEALES
01. LEY DE BOYLE
Siempre que la masa y la temperatura de un gas se
mantengan constantes, el volumen del gas es
inversamente proporcional a su presión absoluta.
PV = constante
La ley de Boyle será:
2211 VPVP 
P: Presión absoluta, en Pa . . . . 





2
m
N
.....Pa
V: Volumen del gas, en m3
02. LEY DE CHARLES:
Siempre que la masa y la presión de un gas se
mantienen constantes, el volumen del gas es
directamente proporcional a su temperatura
absoluta. constante
T
V

2
2
1
1
T
V
T
V

2
2
1
1
T
V
T
V

V: Volumen del gas, en m3
T: Temperatura absoluta del gas, en K
03. LEY DE GAY-LUSSAC:
Si el volumen de cierto gas permanece constante,
la presión del gas es directamente proporcional a
su temperatura absoluta.
constante
T
P

2
2
1
1
T
P
T
P

2
2
1
1
T
P
T
P

P: presión absoluta, en Pa
T: temperatura absoluta, en K
04. LEY GENERAL DE LOS GASES:
- La ley de Boyle requiere que la temperatura
sea constante.
- La ley de Charles exige que la presión sea
constante, y
- La ley de Gay - Lussac necesita un volumen
constante.
Existe una fórmula que combina estas tres leyes en
una ecuación general.
2
22
1
11
T
VP
T
VP

P: presión absoluta del gas, en Pa
V: volumen del gas, en m3
T: temperatura absoluta del gas, en K.
05. ECUACION DE ESTADO DE UN GAS IDEAL
PV = nRT
Unidades en el SI:
P: presión absoluta, en Pa
V: volumen del gas, en m3
n: número de moles, en mol
T: temperatura absoluta, en K
R: constante universal de los gases
K.mol
J
31,8R 
06. TERMODINAMICA
La termodinámica es la ciencia que se encarga
solamente del estudio de las transformaciones del
calor en trabajo.
07. EQUIVALENTE MECANICO DEL CALOR:
Q
W
J  donde Q.JW 
J = Factor de conversión
08 EQUILIBRIO TERMICO (Temperatura de una
mezcla)
Calor Ganado = Calor Perdido
09. TRABAJO REALIZADO POR UN GAS IDEAL:
a) Proceso isobárico (p = constante)
W = p.V = nR.T
b) Proceso isovolumétrico (V = constante)
W = 0
c) Proceso isotérmico (T = constante)
T
T V1
V2
P1
P2
Estado 1 Estado 2
T1 V1
P
Estado 1
T2 V2
P
Estado 2
T1 V
P1
Estado 1
T2 V
P2
Estado 2

2. d) Proceso adiabático (Q = 0)
Nota: En un gráfico presión - vs - volumen, el
área bajo la curva concuerda con el trabajo
realizado, el cual será de signo positivo si se trata
de un proceso de expansión (incremento de
volumen), y negativo si el proceso de es
compresión.
10. PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
a) Para procesos: “El calor que gana o pierde
un sistema durante un proceso se utiliza para
realizar trabajo y/o cambiar su energía interna”.
Q = W + U
b) Para ciclos: “El calor neto que gana o
pierde un sistema durante un ciclo se convierte en
trabajo neto”.
Qneto = Wneto
11. MAQUINA TERMICA
Absorbe calor para convertirlo en trabajo, y su
eficiencia viene dada por:
A
B
A
BA
sum
neto
Q
Q
1
Q
QQ
Q
W
n 


12. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA
“Es imposible que una máquina térmica sea 100%
eficiente, de manera que durante un ciclo
termodinámico trabaje con una sola fuente de calor
y lo convierta íntegramente en trabajo”.
13. CICLO DE CARNOT
01.Eficiencia de una máquina térmica que
desarrolla el ciclo de Carnot
ABC TT1n 
0.2 Relación de Kelvin
A
B
A
B
T
T
Q
Q

Representación esquemática de la eficiencia de una
máquina térmica.
Foco caliente
Foco frío
Q1
Q2
T1
T2
WM.T.