Gases ideales

GASES IDEALES
Cuando se tiene una densidad o un volumen especifico de un sólido o líquido a una temperatura y presión determinada, generalmente es correcto utilizarla en otros valores de temperatura y presión, sin embargo esto mismo no sucede con un gas. Para la resolución de problemas que involucren gases, se necesita una expresión que relaciona el volumen específico, la, temperatura y lapresión, de manera que cuando se conocen cualquiera de estas dos cantidades es posible calcular la tercera.
Una ecuación que relaciona la cantidad, masa o moles, y el volumen de un gas con la temperatura y la presión del gas se llama ecuación de estado. La ecuación de estado más sencilla y más utilizada es la ley del gas ideal, que es adecuada para realizar muchos cálculos en ingeniería para una ampliagama de condiciones, sin embargo, a altas presiones y bajas temperaturas todos los gases se desvían del comportamiento ideal, y se necesitan ecuaciones de estado más complicadas para describir sus relaciones, presión, volumen y tiempo. De igual forma  cuando la distancia media entre las moléculas de una sustancia es lo bastante grande como para ignorar los efectos de las fuerzas intermolecularesy el volumen de las moléculas mismas, un gas se puede considerar como gas ideal, la ley del gas ideal se puede establecer a partir de la cinética de los gases, suponiendo que las moléculas de gas tienen un volumen despreciable, que no ejercen fuerza unas sobre otras, y se colisionan elásticamente con las paredes del recipiente que las contiene. Usualmente la ley se escribe de la forma.
PV = nRTDónde:
P= presión absoluta del gas
V= volumen o velocidad de flujo volumétrico del gas
n= número de moles o velocidad de flujo molar del gas
R= la constante de los gases, cuyo valor depende de las unidades de P, V, n y T
T= temperatura absoluta del gas
Esta misma ecuación también puede ser expresada de la forma

PṼ = RT

Dónde Ṽ = V/n es el volumen molar del gas

Se dice que gas, un cuyocomportamiento PVT está bien representado por la ecuación anterior, se comporta como un gas ideal o un gas perfecto, para usar esa ecuación no es necesario saber que sustancia constituye el gas, es decir, 1 mol de gas ideal a 0 °C y 1 atm ocupa 22.415 litros, ya sea argón, nitrógeno, una mezcla de propano y aire o cualquier otra mezcla de propano y aire, o cualquier otra sustancia o mezcla degases.
En términos de las tres propiedades P, V y T. la ecuación se puede aplicar a un compuesto puro o mezcla, para ello se acostumbra a escoger varios estados estándar de temperatura y presión arbitrariamente especificados (denominados condiciones estándar o C.E.)  En la tabla 5 se presentan los más comunes. El hecho de que una sustancia no pueda existir como gas a 0 °C y 1 atm no tiene importancia.Así, como veremos más adelante, el vapor de agua a 0 °C no puede existir a una presión mayor que su presión de saturación de 0.61 kPa (0.18 pulg Hg) sin que haya condensación. Sin embargo,  el volumen imaginario en condiciones estándar es una cantidad tan útil para el cálculo de relaciones volumen/mol como si existiera.
Condiciones estándares comunes para un gas ideal
SISTEMA
T
P

SI
273.15 K101.325 kPa
22.415 m3/Kg. mol

Científico universal

0.0 °C

760 mm Hg

22.415 l/g mol

Industria del gas natural

60.0 °C

14.696 psia
(15.0 °C)

379.4 ft3/lb mol
(101,325 kPa)

Estadounidense de ingeniería

32 °F

1 atm

359.05 ft3/lb mol

La constante de los gases R tiene unidades de (presión) (volumen)/(mol) (temperatura); además, como el producto de la presión y el volumen tiene unidades deenergía, también puede expresarse R en unidades de (energía)/(mol)(temperatura).
La densidad de un gas  se define como la masa por unidad de volumen y se puede expresar en kilogramos por metro cubico, libras por pie cubico, gramos por litro u otras unidades. Dado que la masa contenida en un volumen unitario varía con la Temperatura y la presión, como se es mencionado anteriormente, siempre debemos...