Ley de los gases ideales

 Ley de los gases ideales
Un gas ideal es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen y temperatura se puede describir completamente con la ecuación del gas ideal.
Las moléculas de un gas ideal no se atraen o se repelen entre si, y su volumen es despreciable en comparación con el volumen del recipiente que lo contiene. Aunque en la naturaleza no existe un gas ideal, lasdiscrepancia en el comportamiento de los gases reales en márgenes razonables de temperatura y presión no alteran sustancialmente los cálculos. Por lo tanto, podemos usar con seguridad la ecuación del gas ideal para resolver muchos problemas de gases.
Relación presión-volumen: ley de Boyle
En el siglo XVII Robert Boyle analizo la relación que existe entre la presión y el volumen de una muestra de gas conlo que propuso la ley que lleva su nombre, la que dice “La presión de una cantidad fija de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional al volumen del gas”.
Podemos escribir matemáticamente una expresión que muestre la relación inversa entre presión y volumen:

Donde el símbolo significa proporcional a. se puede cambiar por el signo de igualdad y escribir

Donde es una constantellamada constante de proporcionalidad. Organizando la ecuación podemos obtener el valor de .
Relación temperatura-volumen: ley de Charles y de Gay-Lussac
“El volumen de una cantidad fija de gas mantenido a presión constante es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas”
La dependencia del volumen de un gas con la temperatura está dada por

Otra forma de la ley de Charles muestraque para una cantidad de gas a volumen contante, la presión del gas es proporciona a la temperatura

Relación entre volumen y cantidad: ley de Avogadro
Establece que “A presión y temperatura constantes, el volumen de un gas es directamente proporcional al número de moles del gas presente”.

Ecuación del gas ideal
Es un resumen de las leyes de los gases que hemos analizado hasta el momento:Podemos combinar las tres expresiones a una sola ecuación maestra para el comportamiento de los gases:



Donde R la constante de proporcionalidad, se denomina constante de los gases.

Calor Específico
Es una magnitud física que se define como la cantidad de calor que hay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico para elevar su temperatura en una unidad. En elsistema internacional sus unidades serán por tanto J·kg-1·K-1. El calor específico del agua es de 4180 J·kg-1·K-1.
Teniendo en cuenta esta definición de calor específico propio de un cuerpo o un sistema Ce podemos deducir que el calor absorbido o cedido por un cuerpo de masa m cuando su temperatura varía desde una temperatura T1 hasta otra T2 (ΔT = T2 - T1) vendrá dado por la expresión:
Q = m·Ce·ΔTCuando dos cuerpos que están a distinta temperatura se ponen en contacto se produce un flujo de calor desde el que está a mayor temperatura hacia el que está a menor temperatura hasta que ambas temperaturas se igualan. Se dice que se ha alcanzado el equilibrio térmico:

Esto puede aplicarse al cálculo del calor específico de un material conociendo el calor específico de otro, la masa de ambos, latemperatura inicial de ambos y la temperatura de equilibrio en la práctica que se propone.

 

Capilaridad
La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial (la cual, a su vez, depende de la cohesión o fuerza intermolecular del líquido), que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.
Ley de Jurin
La ley de Jurin define la altura que sealcanza cuando se equilibra el peso de la columna de líquido y la fuerza de ascensión por capilaridad. La altura h en metros de una columna líquida está dada por la ecuación:

Dónde:
Ángulo de contacto.
 = tensión superficial interfacial (N/m)
θ = ángulo de contacto
ρ = densidad del líquido (kg/m³)
g = aceleración debida a la gravedad (m/s²)
r = radio del tubo (m)





Tensión superficial
Las...