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Marco Teórico:
Leyes de los gases
Introducción: Las primeras leyes de los gases fueron desarrollados a finales del siglo XVII, cuando los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en unaamplia variedad de condiciones debido a la buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y hoy en día la ecuación de estado para un gas ideal se deriva de la teoría cinética. Ahora las leyes anteriores de los gases se consideran como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o más de las variables mantenidas constantes.
Ley de Boyle: esta ley nos muestraque, a temperatura constante, el producto entre la presión y el volumen de un gas ideal es siempre constante. Se puede determinar experimentalmente con un manómetro y un recipiente de volumen variable. También se pueden encontrar a través del uso de la lógica, si un contenedor, con una cantidad fija de moléculas en el interior, se reduce en volumen, más moléculas impactan en los lados delrecipiente por unidad de tiempo, provocando una mayor presión.
Como una ecuación matemática, la ley de Boyle es la siguiente:
Donde P es la presión (Pa), V el volumen (m3) de un gas, y k1
Ley de Charles: La ley de Charles, o ley de los volúmenes, fue descubierta en 1678. Se dice que, para un gas ideal a presión constante, el volumen es directamente proporcional a la temperatura absoluta (engrados Kelvin).
Esto se puede encontrar utilizando la teoría cinética de los gases o un recipiente con calentamiento o enfriamiento [sin congelar <0] con un volumen variable (por ejemplo, un frasco cónico con un globo).
Donde T es la temperatura absoluta del gas (en grados Kelvin) y k2 (en m3·K−1) es la constante producida.
Combinación y otras leyes de los gases ideales: La ley general delos gases o ecuación general de los gases está formada por la combinación de las tres leyes, y muestra la relación entre la presión, volumen y temperatura de una masa fija de gas:
Con la incorporación de la ley de Avogadro, la Ley general de los gases se convierte en la ley de los gases ideales:
Donde la constante, ahora llamada R, es la constante de los gases, con un valor de .08206(atm∙L)/(mol∙K) Una formulación equivalente de esta ley es:
Donde k es la constante de Boltzmann (1.381×10−23 J·K−1 en unidades del SI)N es el número de moléculas. Estas ecuaciones sólo son exactas para un gas ideal.
Pero aun así quedan más leyes como por ejemplo: La ley de Graham establece que la velocidad de difusión de las moléculas de gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de sudensidad. 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 presiones parciales establece que la presión de una mezcla de gases es simplemente la suma de las presiones parciales de los componentes individuales.
Densidad Absoluta:densidad absoluta es la magnitud que expresa la relación entre la masa y el volumen de una sustancia. Su unidad en el Sistema Internacional es kilogramo por metro cúbico (kg/m3), aunque frecuentemente también es expresada en g/cm3. La densidad es una magnitud intensiva.
siendo , la densidad; m, la masa; y V, el volumen de la sustancia
Densidad relativa: La densidad relativa de una sustancia esla relación existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una magnitud adimensional (sin unidades)
Donde es la densidad relativa, es la densidad de la sustancia, y es la densidad de referencia o absoluta.
Densidad en general: es En física y química, la densidad (símbolo ρ) es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un...
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