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Lic Marcela Sanabria GASES

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Lic. Marcela Sanabria

on 8 July 2014

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Transcript of Lic Marcela Sanabria GASES

Gases
Ley de Gay
-Lussac

Transformaciones
Isobárica
Isocórica
Isotérmica
Se denomina transformación gaseosa a cualquier variación del estado de un gas
En el siglo XVII, Robert Boyle encontró una relación inversa entre la presión y el volumen de un gas cuando su temperatura se mantiene constante.
Expresión matemática de la ley:
PV = K
(constante)
En 1787, Jaques Charles estableció que: el volumen de una determinada masa de gas, a presión constante, es directamente proporcional a su temperatura absoluta.
El cero absoluto o cero kelvin corresponde a -273,15 C; esta es la temperatura teórica más baja posible.
o
siendo la relación:
V=K
_
T
V V
T T
_ _
=
i f
i f
f
k
c
c
1 atm
1 mol
V =22,4 L
Enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac en 1802.

“La presión de una cantidad fija de gas, con un
volumen constante
, guarda una relación directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas”
EJEMPLO
Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?





Solución: Primero expresamos la temperatura en K:
T1 = (25 + 273) K= 298 K
Despejamos T2 de la ecuación:
EJERCICIO


Una lata vacía de aerosol de 200 ml contiene gas a la presión atmosférica de 585 mmHg y temperatura ambiente (t = 20ºC).


Calcula cuál es la presión que se genera en el interior cuando se incinera. Estima la temperatura de la fogata en unos 700ºC
Definición del gas ideal
Propiedades de los gases:
Se considera que un gas ideal presenta las siguientes características:
Qué son?
1 atm
1 atm
1 mol
2 mol
V =22,4 L
V =44,8 L
Sustancia que se encuentra en estado "gaseoso"
a temperaturas y presión normales.
En 1811 el científico italiano Amedeo Avogadro publicó la siguiente hipótesis complementando los estudios de Boyle, Charles y Gay-Lussac:
El vapor es la forma gaseosa de cualquier sustancia líquida o sólida a temperatura y presión normales.
V ∞ n
V = kn
Qué son?
Qué son?
Son compresibles
Qué son?
"El volumen de un gas a temperatura y presión fijas sólo depende de la cantidad de materia involucrada (moles)".
Ocupa el volumen del recipiente que lo contiene.
Está formado por moléculas
Estas moléculas se mueven individualmente y al azar en todas direcciones.
La interacción entre las moléculas se reduce solo a su choque.
Los choques entre las moléculas son completamente elásticos (no hay pérdidas de energía).
Los choque son instantáneos (el tiempo durante el choque es cero).
Los gases reales, siempre que no estén sometidos a condiciones extremas de presión y temperatura, cumplirán muy aproximadamente las reglas establecidas para los gases ideales.
Recapitulando
Si combinamos las tres leyes en una sola expresión:
Donde R = 0.08205 Lts atm/K mol
P es proporcional a 1/V
P es proporcional a n
P es proporcional a T
Ejemplo:
10 gr de nitrógeno se calentaron hasta temperatura de 20°C ¿qué volumen ocupará a 1 atm de presión?
Datos:
T= 20°C
P= 1 atm
n= 10 gr/28 gr= 0.35
V= ?
Nota: sabemos que el Nitrogeno es diatómico
Fórmula
V= nRT/P
V1/n1 = V2/n2
Sustiución
(0.35 mol)(0.08205 lts atm/ mol K) (293 K)/ 1 atm)
V/n = k
K = °C + 273
Resultado= 8.412 lts
Experimento original de Boyle
EJERCICIO

Sabemos que 3.50 L de un gas contienen 0.875 mol. Si aumentamos la cantidad de gas hasta 1.40 mol, ¿cuál será el nuevo volumen del gas? (a temperatura y presión constantes)
Ahora vamos a practicar
Ejercicio:
Calcular la densidad del vapor del tetracloruro de carbono (CCl4) a 714 torrichelis y 125°C
Solución
1 Atmósfera = 760 torrichellis
K=°C+273
Datos:
T= 125°C +273
C=12
Cl= 35
P= 714 torr
Densidad=? = gr/v
gr/v= P PM / R T
Fórmula despejada
n= gr/ PM
La cantidad de mercurio más la presión atmosférica, hacen que el volumen del gas varíe. A menor presión, mayor volumen.
gr/ v= (0.939 atm)(152gr)/ (0.08205 lts atm / mol K) ( 398 K)
Cl= 12 x 1= 12
Cl= 35 x 4= 140
152 gr
Resultado= 4.37 gr / mol
P V = P V
Para una muestra de gas bajo dos condiciones distintas a temperatura constante.
Gas estándar
T= 0°C
P= 1 atm
V= 22.4 lts
n= mol
R= PV/ nT =(1 atm) ( 22.4 lts) / ( 1 mol) ( 273 k)
1 1 2 2
Aunque los valores de presión y volumen pueden variar en una muestra de gas, si la temperatura permanece constante y la cantidad de gas no cambia, el producto de P x V será igual a la misma constante.
Ley de
Charles
Leyes físicas de los gases
Ley de Avogadro
Ecuación del gas ideal
Ley de Charles
Ley de Boyle
GRACIAS POR SU
ATENCIÓN

Ley de los gases
Gases
Las unidades del Si
para la presión son:
Ley de Gay
-Lussac

PV = k
En 1660, Robert Boyle encontró una relación inversa ente la presión y el volumen de un gas cuando su temperatura se mantiene constante.
Enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac en 1802.
“La presión de una cantidad fija de gas, con un volumen constante , guarda una relación directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas”
P∞T
P=kT
P/T = k
Gráficamente, la relación entre presión y volumen es hiperbólica.
Ejemplo
1. Un globo inflado con un volumen de 0.55L al nivel del mar (1.0 atm) se deja elevar a una altura de 6.5 km, donde la presión es de casi 0.40 atm. Suponiendo que la temperatura permanece constante, ¿cuál es el volúmen final del globo?
Los gases ejercen presión sobre cualquier superficie, pues las moléculas se encuentran en constante movimiento.
Se utiliza la ley de Boyle porque la cantidad de gas (moles) y la temperatura permanecen constantes.
No poseen forma ni volumen
P1V1 = P2V2
Menor densidad
Ejercicio
2. Se desea comprimir 2 litros de oxígeno a temperatura ambiente y una presión de 90 kPa, hasta un volumen de 500 ml. ¿Qué presión en atmósferas hay que aplicar?
Ojo: cambiar las unidades.
P1 = 30kPa (1 atm/101.3 kPa) = 0.3 atm
500 mL = 0.5 L
Despejar lo que se busca:
P1 V1 = P2 V2
Mezcla total y espontánea..
VELOCIDAD
V=d/t
d = distancia recorrida
t = tiempo
ACELERACIÓN
a = v/t
v = velocidad
t = tiempo
En 1787, el físico francés J. Charles propuso la relación proporcional entre el volumen y la temperatura de los gases a presión constante.
Fuerza = Newton
N = kg.m/s^2
kg = masa
m/s^2= aceleración
Dependencia del volumen gaseoso con la temperatura.
PRESIÓN = Pascales
1Pa = 1N/m^2
1N = Fuerza
m^2= Área
1kPa = 1000 Pa
Inventor del globo aerostático de hidrógeno
Presión Atmosférica
Presión atmosférica estándar:
Presion que soporta una columna
de mercurio de 760 mm de altura a
0ºC al nivel del mar.
Expresión matemática de la ley de Charles:
P.A.E = 760 mmHg
V/T = k'
k es una constante de proporcionalidad y la temperatura está dada en Kelvin
1 atm = 760 mmHg
1 atm = 101 325 Pa
= 1.01325 x 10^5 Pa
1 atm = 1.01325 x 10^2 kPa
La presión externa de un avión de propulsión que vuela a gran altitud, es considerablemente menor que la presión atmosférica estándar. Por ello, el aire del interior de la cabina debe presurizarse para proteger a los pasajeros. ¿Cuál es la presión (en atm) en la cabina si la lectura del barómetro es de 688 mmHg?
Convertir: 749 mmHg en atm.
La presión atmosférica en San Francisco cierto día fue de 732 mmHg. ¿Cuál fue la presión en kPa?
Ley de Charles
El volumen de una cantidad fija de gas mantenida a presión constante , es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas.
Esta ley también se puede presentar de la siguiente manera:
P/T = k
En 1848, Lord Kelvin identificó la temperatura de -273.15°como el cero absoluto (teóricamente la temperatura más baja posible). Fue así como estableció una escala de temperatura absoluta que hoy lleva su nombre.
Ejemplo
1. Un globo con volumen de 4 litros a 25°C reduce su volumen a 3.68 litros cuando se introduce un buen rato en el refrigerador. ¿A qué temperatura está el refrigerador?
T2 = T1(V2/V1)
Despejando:
Ejercicio
2. Una muestra de 452 ml de flúor gaseoso se calienta de 22 a 187° C a presión constante, ¿cuál es su volumen final?
V1/T1 = V2/T2
Ojo, temperatura debe estar en grados Kelvin.
Presión uniforme
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