Gases ideales
Páginas: 11 (2664 palabras)
Publicado: 29 de enero de 2012
GASES IDEALES
Lic. Lidia Iñigo
A esta altura de tus estudios seguramente ya sabés que hay muchas sustancias formadas por moléculas, qué es una molécula, y que una sustancia determinada puede presentarse en tres distintos estados de agregación. Si pensamos en una sustancia molecular, en el caso más sencillo, en el agua por ejemplo:
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¿Qué diferencia hay a nivel de cómo se encuentran esasmoléculas cuando el agua está en estado sólido, líquido o gaseoso?
Para que un sistema gaseoso quede correctamente determinado no alcanza simplemente con conocer la masa de gas, o la cantidad de gas (que se mide en moles). Se deben conocer otras tres variables, que son: temperatura, presión y volumen. Un gas no tiene volumen propio, por lo tanto ocupará todo el volumen del recipiente que locontenga. Estas cuatro variables no son independientes, lo cual significa que a lo sumo se podrán poner arbitrariamente tres de ellas, y, automáticamente la cuarta quedará fijada. La ecuación que relaciona estas cuatro variables es la: Ecuación General del gas ideal
P. V = n . R . T
La TEORÍA CINÉTICA DE GASES expresa que las moléculas de un gas están totalmente libres, sin ninguna interacciónentre ellas. Dichas moléculas se mueven con un movimiento rectilíneo, chocando entre sí y con las paredes del recipiente con choques elásticos. Las moléculas se consideran puntuales, y el volumen que ocupan dichas moléculas es totalmente despreciable con respecto al volumen del recipiente que se encuentra ocupando dicho gas.
2
¿Que es un choque elástico?
Entonces, un gas ideal es el quecumple con la teoría cinética de gases y por lo tanto con la ecuación general de un gas ideal. No siempre los gases cumplen con esta ecuación, un gas real puede no cumplirla.
3
¿Por qué, entonces, estamos utilizando la ecuación para un gas ideal, si un gas real no la cumple?
Cualquier gas real puede comportarse como ideal dependiendo de las condiciones en que se encuentre. Teniendo encuenta la ecuación general, matemáticamente puede verse qué sucede con el volumen al disminuir la temperatura o aumentar la presión: el volumen disminuye.
4
¿Qué pasará con las moléculas al estar cada vez más juntas? Entonces:
5
¿En qué condiciones un gas real se comportará como ideal?
Qué son presiones bajas y temperaturas altas depende de cada sustancia en particular, por ejemplo eloxígeno a presión atmosférica normal (1 atmósfera) y temperatura ambiente (20 – 25 °C) seguramente se comportará como ideal, en cambio el agua a 1 atm. y 150 °C no se comporta como ideal.
6
¿Por qué el agua a 1 atm. y 150 ªC no se comporta como gas ideal?
Cuando se quiere estudiar experimentalmente un gas, al existir cuatro variables, no se pueden cambiar todas juntas, porque no sellegaría a ninguna conclusión. Lo que se puede hacer experimentalmente es dejar fijas dos de ellas, y ver como varía la tercera en función de la cuarta. Eso fue lo que hicieron Robert Boyle (1627 – 1691) y Edme Mariotte (1620 – 1684) por un lado y Jacques A. Charles (1746 – 1823) y Joseph L. Gay Lussac (1778 – 1850) por el otro.
7
¿Cuáles son las variables que quedan como constantes en elexperimento de Boyle y Mariotte?
Si se coloca un gas en un recipiente herméticamente cerrado, con un émbolo móvil (como el que tienen las jeringas), desde ya, al no poder entrar o salir gas, la cantidad de gas es constante. Si ese recipiente se mantiene a temperatura constante, colocándolo en un baño termostático queda constante también la temperatura. Si ahora se colocan pesas sobre el émbolo estamosaumentando la presión, intuitivamente se ve que el volumen disminuye. Experimentalmente, si la presión se aumenta al doble el volumen disminuye a la mitad. Este es el experimento de Boyle y Mariotte. Matemáticamente el producto de la presión por el volumen se mantiene constante. P . V = cte. Al hacer el gráfico se obtiene una curva denominada hipérbola equilátera.
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¿Cuáles son las...
Lic. Lidia Iñigo
A esta altura de tus estudios seguramente ya sabés que hay muchas sustancias formadas por moléculas, qué es una molécula, y que una sustancia determinada puede presentarse en tres distintos estados de agregación. Si pensamos en una sustancia molecular, en el caso más sencillo, en el agua por ejemplo:
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¿Qué diferencia hay a nivel de cómo se encuentran esasmoléculas cuando el agua está en estado sólido, líquido o gaseoso?
Para que un sistema gaseoso quede correctamente determinado no alcanza simplemente con conocer la masa de gas, o la cantidad de gas (que se mide en moles). Se deben conocer otras tres variables, que son: temperatura, presión y volumen. Un gas no tiene volumen propio, por lo tanto ocupará todo el volumen del recipiente que locontenga. Estas cuatro variables no son independientes, lo cual significa que a lo sumo se podrán poner arbitrariamente tres de ellas, y, automáticamente la cuarta quedará fijada. La ecuación que relaciona estas cuatro variables es la: Ecuación General del gas ideal
P. V = n . R . T
La TEORÍA CINÉTICA DE GASES expresa que las moléculas de un gas están totalmente libres, sin ninguna interacciónentre ellas. Dichas moléculas se mueven con un movimiento rectilíneo, chocando entre sí y con las paredes del recipiente con choques elásticos. Las moléculas se consideran puntuales, y el volumen que ocupan dichas moléculas es totalmente despreciable con respecto al volumen del recipiente que se encuentra ocupando dicho gas.
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¿Que es un choque elástico?
Entonces, un gas ideal es el quecumple con la teoría cinética de gases y por lo tanto con la ecuación general de un gas ideal. No siempre los gases cumplen con esta ecuación, un gas real puede no cumplirla.
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¿Por qué, entonces, estamos utilizando la ecuación para un gas ideal, si un gas real no la cumple?
Cualquier gas real puede comportarse como ideal dependiendo de las condiciones en que se encuentre. Teniendo encuenta la ecuación general, matemáticamente puede verse qué sucede con el volumen al disminuir la temperatura o aumentar la presión: el volumen disminuye.
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¿Qué pasará con las moléculas al estar cada vez más juntas? Entonces:
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¿En qué condiciones un gas real se comportará como ideal?
Qué son presiones bajas y temperaturas altas depende de cada sustancia en particular, por ejemplo eloxígeno a presión atmosférica normal (1 atmósfera) y temperatura ambiente (20 – 25 °C) seguramente se comportará como ideal, en cambio el agua a 1 atm. y 150 °C no se comporta como ideal.
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¿Por qué el agua a 1 atm. y 150 ªC no se comporta como gas ideal?
Cuando se quiere estudiar experimentalmente un gas, al existir cuatro variables, no se pueden cambiar todas juntas, porque no sellegaría a ninguna conclusión. Lo que se puede hacer experimentalmente es dejar fijas dos de ellas, y ver como varía la tercera en función de la cuarta. Eso fue lo que hicieron Robert Boyle (1627 – 1691) y Edme Mariotte (1620 – 1684) por un lado y Jacques A. Charles (1746 – 1823) y Joseph L. Gay Lussac (1778 – 1850) por el otro.
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¿Cuáles son las variables que quedan como constantes en elexperimento de Boyle y Mariotte?
Si se coloca un gas en un recipiente herméticamente cerrado, con un émbolo móvil (como el que tienen las jeringas), desde ya, al no poder entrar o salir gas, la cantidad de gas es constante. Si ese recipiente se mantiene a temperatura constante, colocándolo en un baño termostático queda constante también la temperatura. Si ahora se colocan pesas sobre el émbolo estamosaumentando la presión, intuitivamente se ve que el volumen disminuye. Experimentalmente, si la presión se aumenta al doble el volumen disminuye a la mitad. Este es el experimento de Boyle y Mariotte. Matemáticamente el producto de la presión por el volumen se mantiene constante. P . V = cte. Al hacer el gráfico se obtiene una curva denominada hipérbola equilátera.
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¿Cuáles son las...
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