Clase6

GASES
IDEALES

Presión

P=

F mg δVg
=
=
= δgh
A
A
A

Unidades:
SI: Pascal (N / m2)
cgs: baria (dyna / cm2)

1

Presión atmosférica
Barómetro
E. Torricelli

Presión
atmosférica

Altura
proporcional
a la presión
atmosférica

mercurio

760 torr (o mmHg) = 1 atm = 1.013x105 Pa = 1.013x105 barias

Atmósfera (atm)
Milímetros de mercurio (mmHg)
Torr (torr)
Newton por metro cuadrado (N/m2)
Pascal (Pa)Kilopascal (kPa)
Bar (bar)
Milibar (mb)

2

Composición del aire seco a nivel del mar

Componente

% volumen

% masa

Manómetro de mercurio de rama abierta

3

Manómetro de mercurio de rama cerrada

Variables para describir gases: P, t, V, m (ó n)
V: volumen
t: temperatura
P: presión
m: masa
n: número de moles

Ecuación de estado:
F (V, t, P, n) = 0

4

Ley de Boyle- Mariotte
R. Boyle

E.Mariotte

P V = constante
t (y m) constantes

Ley de Boyle- Mariotte

t (y m) constantes
Volumen
pequeño,
presión alta

Presión , P

Presión , P

Volumen pequeño,
presión alta

Volumen grande,
presión baja

Volumen grande,
presión baja

Volumen, V

1/Volumen, 1/V

P = constante / V

5

Ley de Boyle - Mariotte
P = constante / V

t constante
isotermas

temperatura
creciente

temperatura
crecienteEjercicios
1.- Una masa dada de gas ocupa un volumen de 240 mL a
1,25 atm, ¿cuál será el cambio de volumen si la presión se
llevara a 0,75 atm a la misma temperatura?
2.- Un globo inflado tiene un volumen de 0,55 L al nivel del
mar (1 atm) y se deja elevar a una altura de 6,5 km, donde la
presión es de unos 0,40 atm. Considerando que la
temperatura permanece constante, ¿cuál es el volumen final
delglobo?

6

Ley de Charles

J. Charles

P (y m) constantes

V = Vo + (αv × Vo) t = Vo (1 + αv × t)
αv: coeficiente de dilatación a presión constante
αv = 1/273 °C-1

Volumen, V

Volumen, V

Alta
temperatura,
Alta
temperatura,
volumengrande
grande
volumen

P

Baja temperatura,
volumen chico

Temperatura, T

Temperatura, t

7

Escala absoluta de temperaturas

Lord Kelvin

Todas las curvas se cortan enel mismo punto a
V= 0

V1 = V0 (1 +

t1
)
273

V2 = V0 (1 +

t2
)
273

T
V1 273 + t 1
= 1
=
T2
V2 273 + t 2

Escala de temperatura absoluta (T)
T [K] ≡ t [ºC] + 273,15º

0 K es la temperatura más baja posible

8

Ley de Charles

T en °C

Ley de Charles

P (y m) constantes

T en K

P (y m) constantes

V/ T = constante
V1/T1 = V2/T2 = constante

(T en K)

9

Ley de Charles
P constante

isobarasV = constante×t

presión
decreciente

Ley de Gay- Lussac

V (y m) constantes

L. J. Gay- Lussac

P/ T = constante
P1/T1 = P2/T2 = constante

10

Ley de Gay- Lussac
V constante

isocoras

volumen
decreciente

Ejercicio
Expresar la ley de Charles y la de Gay-Lussac en la
escala absoluta de temperaturas. Encontrar la
relación entre αV y αP.
Ley de Charles
Vt = Vo + (αv × Vo) t = Vo (1 + αv × t)
Leyde Gay-Lussac
Pt = Po + (αP × Po) t = Po (1 + αP × t)

11

Principio de Avogadro
Volúmenes molares (V = V / n)
a 0 °C y 1 atm (CNTP)

V∝N

V∝n

A. Avogadro

N: nro de moléculas
n: nro de moles

GAS IDEAL: es aquél que cumple con las leyes de
los gases en todo intervalo de presión y temperatura

LEY DE BOYLE- MARIOTTE (T y n constantes): P V = cte1
LEY DE CHARLES (P y n constantes): V / T = cte2LEY DE GAY- LUSSAC (V y n constantes): P / T = cte3
LEY DE AVOGADRO (T y P constantes): V / n = cte4

12

Ecuación de estado
m cte
P1,V1,T1

P2,V2,T2

P1,V1,T1
isotérmico

P1V1=P2Va

⇒

Va =

P1V1
P2

P2,Va,T1
isobárico

Va V2
=
T1 T2

⇒

P1V1 V2
=
P2 T1 T
2

P2,V2,T2

PV
=k
T
V∝n

P1V1 P2 V2
=
T1
T2

m cte, gas ideal

(Avogadro)

Ecuación de estado del gas ideal

PV=nRT
Constante
de los gasesValores de R
- 8.314 107 erg / K mol
- 8.314 J / K mol
- 1.987 cal / K mol
- 0.082 L atm / K mol

13

CPTA: Condiciones de Presión y Temperatura
Ambiente (25,00 °C y 1 bar)
CNTP: Condiciones Normales de Temperatura y
Presión (0 °C y 1 atm)

Ejemplo:
¿Se ha preguntado alguna vez cuál es la presión dentro de
un tubo de televisor?. Estime la presión (en atmósferas),
sabiendo que el volumen del tubo...