Ley De Los Gases

Procesos termodinámicos y ley de los gases
Un gas, es un fluido que tiene la característica de no solo adoptar la forma del recipiente que lo contiene, sino además ocuparlo en su totalidad. Que es justamente lo que lo diferencia de un líquido. Para hacer la descripción de esta sustancia de manera sencilla, se considera nula la fuerza de cohesión entre las partículas, por lo que se le llama gasideal. Bajo este supuesto, las magnitudes que podemos controlar en un gas (sea real o ideal) son: la presión, el volumen y la temperatura, así como su masa. Como son tres cantidades las que cambian vamos a fijar una, para entender el comportamiento de las otras dos; comenzaremos por la temperatura.
Cuando empleamos una bomba para inflar, como la que se muestra, al momento de subir el pistón, hastadonde llegue, hacemos que ingrese aire, en ese momento vamos a decir que tenemos un estado inicial. Con presión y volumen y respectivamente. Ahora, al bajar el pistón con cuidado, pues sino haríamos que aumente la temperatura del aire en el interior, lo comprimimos hasta donde sea posible sin permitir su salida. En éste momento tendremos un estado final, con valores y para la presión yvolumen. Se observa que la siguiente relación se cumple:

La cual se llama Ley de Boyle, que es razonable si reflexionamos un poquito lo que realizamos anteriormente. En el estado inicial tenemos una presión baja y un volumen grande y en el estado final una presión alta y un volumen pequeño, por lo que al multiplicar sus valores en el estado antes y en el después obtenemos la misma cantidad. No olvidemosque estamos manteniendo la temperatura constante, lo cual se llama proceso isotérmico.
Con esta idea en mente, aplica esta ley para resolver los siguientes problemas:
1. Un gas que se encuentra dentro de un cilindro fijo ocupa un volumen de 1,500 cm3 a una presión de 760 mm Hg (milímetros de mercurio). Si por medio de un pistón móvil desde el exterior, lo comprimimos de tal manera que latemperatura se mantenga constante. ¿Cuál será su volumen cuando su presión aumente a 950 mm Hg?
2. Un comerciante el día del festejo de la independencia de su nación se encuentra en la calle inflando globos para su venta, los infla parcialmente con un volumen de 2 litros de gas a una presión absoluta de 1.2 atm. Si un cliente le pide que lo infle más y lo hace aumentando el volumen del globo hasta 2.5litros cuidadosamente logrando que no aumente su temperatura. Si toma la presión absoluta del globo ¿Qué resultado obtiene?

A continuación mostraremos como varia el volumen y la temperatura si se mantiene constante la presión (proceso isobárico), por lo que emplearemos la siguiente imagen para su explicación. Como se puede observar, la presión se logra mantener constante al aplica sobre el gas lamisma fuerza por unidad de área. La cual está representada por la masa que se tiene encima. En el estado inicial, se tiene que el valor del volumen y la temperatura son y . Enseguida, al calentar la sustancia se obtiene un estado final donde el volumen y la temperatura tienen valores y .
Tal como se puede observar, al inicio se tiene un volumen pequeño y una temperatura igualmente pequeña, despuésde aplicar calor, se tiene un volumen grande, así como su correspondiente temperatura también. Por lo que al expresar la relación entre el volumen y la temperatura al inicio y al final. Se tiene ésta igualdad: que se llama Ley de Charles. Donde podemos ver que el volumen y la temperatura son magnitudes directamente proporcionales, dado que al incrementar una la otra también lo hace. Bueno, ahoraaplicaremos tal resultado para resolver los siguientes problemas.
1. Si se suministra gas a un globo aerostático a un volumen de 63 m3 a una temperatura de 15 °C; manteniendo su presión constante, al aplicar calor. De tal manera que la temperatura aumente hasta los 35 °C, quedando totalmente lleno ¿Cuál será su capacidad?
2. Al realizar un experimento bajo las característica de un proceso...