Leyes de los gases

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LEYES DE LOS GASES
Dentro de ciertos límites de baja y alta temperatura, el comportamiento de todos los gases se ajusta a tres leyes, las cuales relacionan el volumen de un gas con su temperatura y presión. Los gases que obedecen estas leyes son llamados gases ideales o perfectos.
LEY DE BOYLE Y MARIOTTE
A temperatura constante, el volumen de cualquier masa de gas es inversamente proporcionala la presión que se le aplica. (Ver, b). Expresado matemáticamente:
V = kP P = presión; V = volumen;
PV = k k = constante de proporcionalidad.
Esta constante depende de las unidades usadas, la masa del gas y la temperatura.
Una forma más útil de la ley, considerando los estados iniciales (V1P1) y final (P2V2) de un gas es:
P1V1 = P2V2
LEY DE CHARLES
A presión constante el volumen de unadeterminada masa de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta. La temperatura de un gas depende de las energías de sus moléculas; temperaturas más elevadas indican mayores energías y éstas indican mayores velocidades de las moléculas, por lo que las presiones serán mayores. Para mantener constante la presión al aumentar la temperatura, deberá aumentarse el volumen.
Lo anterior seexpresa matemáticamente como sigue:
V = kT, en donde V = volumen; T = temperatura absoluta;
k = constantes de proporcionalidad que depende de las unidades usadas y de la masa del gas
Trasponiendo:
[pic]
Considerando los estados iniciales y finales
[pic]
LEY DE GAY-LUSSAC
A volumen constante, la presión de una masa gaseosa es directamente proporcional a su temperatura absoluta. Lo que seexpresa matemáticamente así:
P = kT
Trasponiendo:
[pic]
LEY DE AVOGADRO
Tal como se explica en el Cap. 3 a volúmenes iguales de gases, en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen igual número de moléculas. Es decir, el volumen de una determinada masa gaseosa, a temperatura y presión constante, es proporcional al número de moléculas. Expresado matemáticamente:
V = kn; atemperatura y presión constante
V = volumen
n = el número de moléculas o el número de moles
k = constante de proporcionalidad
Combinación de las leyes de los gases
Las expresiones matemáticas de las leyes de Boyle-Mariotte y de Charles se combinan para dar una ecuación muy útil para calcular un nuevo volumen cuando cambian, tanto la presión como la temperatura
[pic]
Resultados iguales a losobtenidos con esta fórmula se obtienen por razonamiento lógico. Para determinar la influencia que ejercen, sobre el volumen, los cambios de presión y temperatura se plantean el problema como si estuviera separado en dos. Primero, se considera el cambio del volumen al cambiar la presión, manteniendo constante la temperatura y, luego, cambia el volumen obtenido variando la temperatura y manteniendoconstante la presión.
• La ley de Graham establece que la velocidad de difusión de las moléculas de gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad. En combinación con la ley de Avogadro (es decir, ya que los volúmenes iguales tienen el mismo número de moléculas), es lo mismo que ser inversamente proporcional a la raíz del peso molecular.
• La ley de Dalton de las presionesparciales establece que la presión de una mezcla de gases es simplemente la suma de las presiones parciales de los componentes individuales. Ley de Dalton es el siguiente:
[pic],
O
[pic],
Donde PTotal es la presión total de la atmósfera, PGas es la presión de la mezcla de gases en la atmósfera, y PH20 es la presión del agua a esa temperatura.
• LA LEY DE HENRY :
A unatemperatura constante, la cantidad de un gas disuelto en un determinado tipo y volumen de líquido es directamente proporcional a la presión parcial de ese gas en equilibrio con el líquido.


[pic]


GASES IDEALES

Un gas ideal es un conjunto de átomos o moléculas que se mueven libremente sin interacciones. La presión ejercida por el gas se debe a los choques de las moléculas con las...
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