Lectura de fisicoquimica


En primer lugar, para hablar de lo que ocurre con las moléculas de un gas, que necesitamos una manera de cuantificar el número de moléculas en una cierta cantidad de gas. Por lo tanto, ahora definimos el topo.

Para empezar, las masas relativas de los átomos de elementos diferentes se pueden expresar en términos de sus masas atómicas, La masa molecular de una molécula es la suma de lasmasas atómicas de sus átomos.
Un topo, o un mol de una sustancia, contiene tantas partículas como átomos hay en 12 gramos de carbono-12. Experimento demuestra que hay 6.022x1023 átomos en 12 g de carbono-12. Por lo tanto, un mol de hidrógeno contiene 6.022x1023 átomos de hidrógeno. Un mol de agua contiene 6.022x1023 moléculas de agua ... y así sucesivamente. Por otra parte, un mol de una sustanciatiene una masa en gramos que es igual a la atómica de masa molecular de la sustancia.

La Ley del Gas Ideal

La ley de los gases ideales expresa la relación entre la presión absoluta, la temperatura Kelvin, el volumen, y el número de moles en un gas.
si la temperatura seguía disminuyendo. Vimos que la presión absoluta, P, es directamente proporcional a la temperatura Kelvin, T, para unvolumen fijo de gas. (P T)
La presión absoluta de un gas ideal es proporcional al número de moléculas, o el número de moles, n, del gas. (P n)
Así que la presión absoluta en un gas ideal es inversamente proporcional a su volumen. (P 1 / V).
Podemos expresar esto como un solo proporcionalidad; escribirlo:
Además, la constante de proporcionalidad se denomina R, la constante universal delos gases.
Si reemplazamos el número de moles con el número de partículas, N, podemos reescribir la ley de los gases ideales como: Donde la constante, R / NA, se llama constante de Boltzmann y tiene un valor de 1.38x10-23 J / K, y se representa por el símbolo, k. Así que la ley del gas ideal se convierte en:




Origen de la Ley del Gas Ideal

Ley de Boyle establece:

P1V1 = P2V2
Lacurva que pasa por los puntos inicial y final se llama una isoterma (el gas se expande lo suficientemente lento como para permitir que el sistema permanezca en equibrium térmica). Porque llevará una cierta cantidad de trabajo para expandir o contraer el sistema, el trabajo realizado por el gas como sus cambios de volumen está dado por la integral:


. El trabajo realizado por un sistemadepende de los estados inicial y final y en el camino seguido por el sistema para estos estados. La energía transferida por calor también depende de los estados inicial, finales e intermedios del sistema. Así que ahora tenemos dos formas de energía se transfiere desde el sistema hacia los alrededores:
1. El trabajo se realiza por el sistema en su entorno
2. El sistema transfiere calor a losalrededores.

Esto nos llevará a la primera ley de la termodinámica un poco más tarde.

Otro científico, Jacques Charles, descubrió la relación entre la presión y la temperatura en un gas ideal. Esta Ley de Charles establece:

V1 / T1 = V2 / T2

La teoría cinética de los gases

En cualquier momento en un recipiente, las moléculas se mueven a cierta velocidad para una temperatura dada. Elfísico James Clerk Maxwell fue el primero en encontrar la distribución de velocidades dentro de una gran colección de moléculas a una temperatura constante. Con el fin de desarrollar un modelo para el movimiento de las partículas en un gas, tenemos que definir algunas suposiciones:

1. El volumen de las moléculas es insignificante en comparación con el volumen del recipiente.
2. Las moléculasobedecen las leyes de Newton ... algo que sólo funciona para el volumen de la masa de un gas.
3. Las moléculas se someterán a las colisiones elásticas entre ellos y las paredes.
4. Las moléculas no interactúan excepto por las colisiones ... esto también no es realmente correcta.
5. Todas las moléculas serán idénticos.

Los siguientes gráficos muestran la media, o más probable, la...