Gases ideales

Gases

Sabemos que la materia puede encontrarse en 3 estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso. Los cuales dependen de las condiciones de presión y temperatura a la que la materia esté sometida.
En el estado sólido las moléculas están unidas por fuerzas que hacen que se mantengan unidas, ésas son las fuerzas intermoleculares. Se encuentran muy juntas y además ordenadas, lo quehace que el sólido tenga tanto volumen propio como forma propia.
En el estado líquido siguen existiendo fuerzas intermoleculares, pero ahora son más débiles, lo que hace que las moléculas en un líquido tengan movilidad y el líquido fluya. El líquido sigue teniendo volumen propio, pero ya no tiene forma propia.
En el estado gaseoso, las moléculas están totalmente libres, sin interacciónentre ellas, por lo tanto no existen las fuerzas intermoleculares. Un gas ya no tiene ni forma ni volumen propio

Seguidamente vamos a estudiar el comportamiento de los gases y cómo la ciencia ha tratado de encontrar una explicación para este comportamiento. Experimentalmente se halló que todos los gases tienen un comportamiento casi idéntico, independientemente de su naturaleza.
Lateoría cinética de los gases aporta un “modelo” que permite explicar las propiedades generales del estado gaseoso. Sus hipótesis son:
a) Las moléculas de un gas se hallan muy alejadas unas de las otras, de tal modo que el volumen que ocupa cada una de ellas es despreciable con respecto a los espacios intermoleculares.
b) Las moléculas de los gases no ejercen entre sí fuerzas de atracción ode repulsión.
c) Las moléculas de un gas se hallan en continuo movimiento, chocan entre sí y contra las paredes del recipiente que las contiene. Dichos choques son elásticos, de modo que la energía permanece constante.
c) La energía cinética promedio de las moléculas de un gas es proporcional a la temperatura absoluta del mismo. A cualquier temperatura dada, las moléculas de todos losgases tienen igual energía cinética

Según esta teoría, la mayor parte del volumen del gas corresponde a espacio vacío, a pesar de lo cual decimos que dicho volumen está ocupado, queriendo expresar con esto que las partículas del gas ocupan todo el espacio que pueden recorrer. Por otro lado la presión ejercida por un gas se debe a los choques de las partículas contra las paredes delrecipiente que las contiene. La temperatura tiene relación con el movimiento de las partículas. Cuando calentamos un gas (entregamos energía) aumenta su temperatura, esta energía entregada al gas se transforma en energía cinética, lo que produce mayor velocidad media de las partículas.

El estado de un gas queda determinado al relacionar cuatro variables: volumen (V), temperatura (T), presión (P)y cantidad de gas expresada en moles (n). Las relaciones que se establecen entre estas variables se expresen en forma de leyes conocidas con el nombre de leyes de los gases.
Las leyes de los gases establecen las relaciones entre 2 variables cuando se mantienen constantes las otras dos.
Ley de Boyle-Mariotte:

Si se coloca un gas en un recipiente herméticamente cerrado, con unémbolo móvil (como el que tienen las jeringas), desde ya, al no poder entrar o salir gas, la cantidad de gas es constante. Si ese recipiente se mantiene a temperatura constante, colocándolo en un baño termostático queda constante también la temperatura.
Si ahora se colocan pesas sobre el émbolo estamos aumentando la presión, intuitivamente se ve que el volumen disminuye.
Experimentalmente,si la presión se aumenta al doble el volumen disminuye a la mitad. Este es el experimento de Boyle y Mariotte., que les permitió llegar a establecer la ley que lleva sus nombres:

A temperatura constante, el volumen (V) que ocupa una masa definida de gas es inversamente proporcional a la presión que soporta (P).

V= k/P → P.V = k para n y T constantes...