Sistemas reales

CAPITULO 6
SISTEMAS REALES
Recopilación de Mauricio Pilleux
6.1 DESVIACIONES DE LA LEY DE GAS IDEAL
(http://waugh.cchem.berkeley.edu/web/deviations_from_ideal.html)

6.1.1 Desviaciones de la Ley de Gas Ideal
La ley del gas ideal no siempre predice con precisión el comportamiento de
todos los gases. Por ejemplo, a medida que se enfría el vapor, éste comienza a
condensar en agua. Seríaútil tener una ley de gases que considere el proceso
de la condensación del vapor, al igual que otros comportamientos
experimentales que no son considerados por el modelo ideal.
La ley de gas ideal es muy buena en algunos dominios de temperatura y
presión, pero los gases se comportan de otra forma cuando las temperaturas
bajan o cuando la presión aumenta. Esto se debe a que las suposicionesusadas en la ley de gas ideal dejan de ser válidas y, por lo tanto, se deben
deducir leyes más precisas en un rango de dominios más amplio.
6.1.2 Suposiciones de la Ley de Gas Ideal
La ley de gas ideal supone lo siguiente:
•
•

•

Las moléculas de gas son partículas puntuales. Las partículas
puntuales no ocupan volumen en el espacio; sólo son un punto
unidimensional.
Las moléculas sufrencolisiones elásticas. Las colisiones elásticas
conservan la energía cinética, por lo tanto, cuando la partícula choca con
la pared o con otra partícula, la energía no se convierte en energía
potencial o calor.
El único tipo de interacciones son las colisiones. Esto se debe a que
las colisiones son elásticas. Para que exista una interacción de atracción
o repulsión tendría que existir untérmino de energía potencial. Como en
una colisión elástica no puede haber una transferencia de energía hacia o
desde una energía potencial, no existen interacciones entre las partículas
o entre las partículas y las paredes del recipiente.

6.1.3 Consecuencias de las Suposiciones Ideales
Este conjunto de suposiciones predice que es posible comprimir indefinidamente
una muestra de gas. Como lasmoléculas de gas no ocupan un volumen físico,
es posible comprimirlas infinitamente cercanas entre sí. Las moléculas nunca se

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Capítulo 6. Sistemas Reales
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repelerán entre sí ya que no existen interacciones entre moléculas. El problema
es que las moléculas reales ocupan un espacio físico nonulo. Por lo tanto, la
ley de gas ideal tiene una falla fundamental.
Una segunda consecuencia de la no existencia de interacciones en el gas es
que este siempre permanecerá en dicho estado y no ocurrirá la condensación.
Esto se debe a que la condensación requiere de una fuerza atractiva entre
partículas, de manera que éstas se puedan aglomerar cuando el término de
energía cinética essobrepasado por el de energía potencial atractiva entre
partículas. La condensación es un hecho experimental, de manera que debe
existir un término de atracción entre las moléculas de gas.
6.1.4 ¿Hasta Cuándo es Válida la Ley de Gas Ideal?
La ley de gas ideal es una buena aproximación cuando las suposiciones que se
hacen son esencialmente verdaderas. La suposición de partícula puntual se
cumplecuando el volumen ocupado por las moléculas es una proporción muy
pequeña del volumen total del recipiente ocupado por el gas y, por lo tanto, el
volumen de las moléculas puede despreciarse. Las suposiciones que las
colisiones son elásticas y que no hay interacciones son válidas cuando las
moléculas tienen tanta energía cinética que puede despreciarse el término de
energía potencial.
Por lotanto, la ley de has ideal es válida sólo a bajas densidades y altas
temperaturas.
6.1.5 Ajustes a la Ley de Gas Ideal
El primer ajuste a la ley de gas ideal es la incorporación de un término que
considere el volumen molecular. Esto nos lleva al modelo de esferas duras.
Luego, el siguiente paso es incluir en este modelo de esferas duras un término
de atracción que permita la condensación....