Gases y termodinamica

Gases
Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene forma ni volumen propio. Su principal composición son moléculas no unidas, expandidas y con poca fuerza de atracción, haciendo que no tengan volumen y forma definida, provocando que este se expanda para ocupar todo el volumen del recipiente que la contiene, con respecto a los gases, las fuerzas gravitatorias y de atracciónentre partículas, resultan insignificantes.
Leyes de las transformaciones de los gases.
El estado gaseoso se caracteriza porque las fuerzas intermoleculares son prácticamente nulas, lo que conlleva a una serie de propiedades características:
1. No tienen ni forma ni volumen propios, es decir, adoptan la forma del recipiente que los contiene.
2. Se comprimen fácilmente, debido a que lasdistancias intermoleculares son grandes.
3. Las moléculas, debido a su constante movimiento, chocan continuamente con las paredes del recipiente que los contiene, ejerciendo una presión sobre ellas.
Un gas queda caracterizado por las siguientes variables de estado: 
 
VARIABLES DE ESTADO | UNIDADES |
PRESIÓN: P | Pa, atm, mm Hg | 1 atm=101300 Pa1 atm= 760 mm Hg |
VOLUMEN: V | m3 , l | 1 m3=1000l |
TEMPERATURA: T | K, ºC | T(K)=t(ºC)+273 |
NÚMERO DE MOLES: n | --- | --- |
LEYES DEL ESTADO GASEOSO
LLamamos leyes de los gases a las diferentes relaciones entre las variables anteriores.
Ley de Boyle(1662)
La ley de Boyle se puede resumir en lo siguiente:
Si tenemos un gas  temperatura constante:
- Si aumentamos la presión el gas se comprimirá y el volumen disminuirá.
- Sidisminuimos la presión el gas se expandirá y el volumen aumentará.
La ecuación matematica que resume lo anterior es:
P.V=cte,, T=cte
Ley de Charles y Gay Lussac.
Cuando las transformaciones de los gases se producen con variación de temperatura se pueden considerar dos situaciones diferentes:
a. Ley de Charles.Transformación a presión constante
b. Ley Gay Lussac. Transformación a volumen constante. 
Las anteriores variables deben estar relacionadas para cada gas en una ecuación que llamamos ecuación de estado. De las leyes de los gases obtenemos la ecuación del gas ideal:
Un gas ideal es aquel cuya ecuación de estado es:
P.V=n.R.T
R--> constante cuyo valor es 0,082 atm.l/mol.K
P se mide en atmósferas , V en litros y T en kelvin.
En el siguiente applet tenemos una simulación delcomportamiento de un gas ante cambios de temperatura(P=cte) y a cambios de presión(T=cte).
Observa que la presión esta relacionada con el número de choques por unidad de tiempo contra las paredes del recipiente y que la temperatura se relaciona con la velocidad de las partículas.

| Ecuación General de los Gases |
Se llama gas perfecto o ideal. Los gases que existen en la naturaleza obedecen atres variables: temperatura, presión y volumen. El enunciado de esta ley: 
"Los volumenes ocupados por una misma masa gaseosa son directamente proporcionales a las temperaturas absolutas correspondientes e inversamente proporcionales a las presiones soportadas" |
La Presión de un gas sobre las paredes del recipiente que lo contiene, el Volumen que ocupa, la Temperatura a la que se encuentra y lacantidad de sustancia que contiene (número de moles) están relacionadas. A partir de las leyes de Boyle-Mariotte, Charles- Gay Lussac y Avogadro se puede determinar la ecuación que relaciona estas variables conocida como Ecuación de Estado de los Gases Ideales: PV=nRT. El valor de R (constante de los gases ideales) puede determinarse experimentalmente y tiene un valor de 0,082 (atm.L/K.mol ). Nose puede modificar una de estas variables sin que cambien las otras. 

EXPERIENCIA

En esta experiencia se simula el comportamiento de un gas con N partículas, encerrado en un recipiente a una presión P y una temperatura T. Puedes modificar una o todas las variables y verás como se modifica el Volumen del recipiente. Lo mejor es que vayas cambiando primero los valores de una variable,...