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Copy of Gases ideales

Caracterización d un gas ideal como un modelo para describir un gas real. Interpretación molecular d Presión y Temperatu
by

Juan Zamorano

on 21 February 2013

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UNIDAD DE APRENDIZAJE Nº 1: GASES IDEALES
Tema 1: Caracterización de un gas ideal como un modelo para describir un gas real: su ámbito de validez. a) Ecuación de estado del gas ideal: sus bases fenomenológicas y consecuencias.b) La hipótesis de Amadeo Avogadro. c) La escala termodinámica de temperaturas.
Tema 2: Interpretación molecular de los conceptos de presión y temperatura. a) Formulación del principio de equipartición de la energía: energía cinética media de una molécula en términos de la temperaturab) Obtención de la ley de los gases ideales. Al variar la temperatura en Sólidos y Líquidos notamos cómo éstos varían su volumen inicial, pudiendo calcular dicha variación de volumen mediante la siguiente ecuación: Sin embargo dicha ecuación no se puede emplear en gases debido a que éstos no poseen un volumen definido. Mientras que en un gas los cambios en la presión pueden variar significativamente el volumen o la temperatura del gas. Notemos, además, cómo no se menciona el efecto de la presión en la dilatación de sólidos y líquidos, ya que sólo grandes cambios en la presión pueden influir considerablemente en las dimensiones de sólidos y líquidos. Centraremos nuestro estudio en gases ideales cuyas características son:
Baja densidad.
Presión baja.
La temperatura no debe ser demasiado baja (para evitar condensarlo).
El volumen molecular es insignificante en comparación con el volumen del recipiente. Transformación Isotérmica Temperatura constante Robert Boyle (1627-1691) notó cómo va disminuyendo el volumen del aire en el tuvo de la imagen a medida que aumenta cuasiestáticamente la columna de mercurio sobre él. Al medir cuidadosamente los valores de la presión y el volumen obtuvo la siguiente relación: Que llevados a una gráfica de Presión v/s Volumen se obtiene: La curva es una hipérbola que describe una transformación isotérmica, por lo que se le llama a dicha curva hiperbólica "Isoterma" La presión también influye sobre la densidad en un proceso isotérmico, de tal forma que si la presión se duplica, el volumen disminuye en dos y la densidad se duplica. Transformación isobárica Presión constante Louis Joseph Gay-Lussac 1778-1850 Tomando dos gases diferentes con igual temperatura inicial y final e igual volumen inicial a presión constante resulta que el volumen final también será el mismo:
Se obtiene la siguiente gráfica: El volumen de determinada masa gaseosa a presión constante varía linealmente con su temperatura en °C. En 1802, Gay-Lussac fue el primero en formular la ley según la cual un gas se expande proporcionalmente a su temperatura (absoluta) si se mantiene constante la presión. Por tanto la temperatura también influye sobre la densidad, por lo que al duplicar la temperatura, se duplica el volumen y la densidad queda dividida en dos. Transformación isométrica o isovolumétrica Volumen constante Jacques Charles (1746-1823) fue el primero en realizar un viaje en globo aerostático en 1783. lográndolo gracias a su comprensión de los gases. Charles notó cómo la Presión de un gas aumenta linealmente con respecto a su temperatura absoluta, siendo: Ley de Avogadro Amedeo Avogadro "Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas" Ecuación de estado de un gas ideal Por Ley de Boyle: Por Ley de avogadro: Por ley de Gay-Lussac: Modelo cinético de un gas Los Científicos trataban de describir el comportamiento de un gas por medio del movimiento de sus moléculas.
A las suposiciones anteriores hay que agregar que las moléculas de gas están en movimiento constante, y éste movimiento es enteramente al azar, con velocidades que pueden variar desde cero hasta números muy grandes.
La presión que un gas ejerce sobre las paredes del recipiente que lo contiene, se debe a los incesantes y continuos choques de las moléculas del gas contra las paredes del recipiente. Interpretación cinética de la temperatura
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