Termodinamica

Termodinámica.

Investigar:
Gas ideal.
Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí.
En condiciones normales tales como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comportan en forma cualitativa como un gas ideal. Muchos gases tales como el aire, nitrógeno,oxígeno, hidrógeno, gases nobles, y algunos gases pesados tales como el dióxido de carbono pueden ser tratados como gases ideales dentro de una tolerancia razonable. Generalmente, el apartamiento de las condiciones de gas ideal tiende a ser menor a mayores temperaturas y a menor densidad (o sea a menor presión),[] ya que el trabajo realizado por las fuerzas intermoleculares es menos importante comparadocon energía cinética de las partículas, y el tamaño de las moléculas es menos importante comparado con el espacio vacío entre ellas.
El modelo de gas ideal tiende a fallar a temperaturas menores o a presiones elevadas, cuando las fuerzas intermoleculares y el tamaño intermolecular es importante. También por lo general, el modelo de gas ideal no es apropiado para la mayoría de los gases pesados,tales como vapor de agua o muchos fluidos refrigerantes.[] a ciertas temperaturas bajas y a alta presión, los gases reales sufren una transición de fase, tales como a un líquido o a un sólido. El modelo de un gas ideal, sin embargo, no describe o permite las transiciones de fase. Estos fenómenos deben ser modelados por ecuaciones de estado más complejas..
Tipos de gases ideales
Existen tresclases básicas de gas ideal:
* el clásico o gas ideal de Maxwell-Boltzmann,
* el gas ideal cuántico de Bose, compuesto de bosones, y
* el gas ideal cuántico de Fermi, compuesto de fermiones.
El gas ideal clásico puede ser clasificado en dos tipos: el gas ideal termodinámico clásico y el gas ideal cuántico de Boltzmann. Ambos son esencialmente el mismo, excepto que el gas idealtermodinámico está basado en la mecánica estadística clásica, y ciertos parámetros termodinámicos tales como la entropía son especificados a menos de una constante aditiva. El gas ideal cuántico de Boltzmann salva esta limitación al tomar el límite del gas cuántico de Bose gas y el gas cuántico de Fermi gas a altas temperaturas para especificar las constantes aditivas. El comportamiento de un gas cuántico deBoltzmann es el mismo que el de un gas ideal clásico excepto en cuanto a la especificación de estas constantes. Los resultados del gas cuántico de Boltzmann son utilizados en varios casos incluidos la ecuación de Sackur-Tetrode de la entropía de un gas ideal y la ecuación de ionización de Saha para un plasma ionizado débil.
Gas ideal termodinámico clásico
Las propiedades termodinámicas de un gasideal pueden ser descriptas por dos ecuaciones:
La ecuación de estado de un gas ideal clásico que es la ley de los gases ideales

y la energía interna a volumen constante de un gas ideal que queda determinada por la expresión:

Donde
* P es la presión
* V es el volumen
* n es la cantidad de sustancia de un gas (en moles)
* R es la constante de los gases (8.314 J·K−1mol-1)* T es la temperatura absoluta
* U es la energía interna
* es el calor específico adimensional a volumen constante, ≈ 3/2 para un gas monoatómico, 5/2 para un gas diatón y 3 para moléculas más complejas.
La cantidad de gas en J·K−1 es nR = NkB donde
* N es el número de partículas de gas
* kB es la constante de Boltzmann (1.381×10−23J·K−1).
La distribución de probabilidad de laspartículas por velocidad o energía queda determinada por la distribución de Boltzmann.

Gas real.
Se denomina gas al estado de agregación de la materia en el que las sustancias no tienen forma ni volumen propio, adoptando el de los recipientes que las contienen. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy...