Leyes De Los Gases

LEYES DE LOS GASES
LEY DE BOYLE-MARIOTTE |
En 1660 Robert Boyle encontró una relación inversa entre la presión y el volumen de un gas cuando su temperatura se mantiene constanteLa expresión matemática de la ley de Boyle indica que el producto de la presión de un gas por su volumen es constante:PV= KP1V1= P2V2Como muestra la figura 1, Cuando se somete un gas a una presión de 4 atmósferas elvolumen del gas disminuye. Por lo tanto, A mayor presión menor volumen Figura 1. Gas sometido a presión de 4 atmosferas. En la figura 2, se observa que cuando se disminuye la presión a 1 atmósfera, el volumen aumenta, debido a que los gases son compresibles. Por lo tanto A menor presión Mayor volumen.Figura 2. Gas sometido a presión de 1 atmósfera.EXPERIMENTO LEY DE BOYLE-MARIOTTE EJERCICIO1. Sedesea comprimir 10 litros de oxígeno, a temperatura ambiente y una presión de 30 kPa, hasta un volumen de 500 mL. ¿Qué presión en atmósferas hay que aplicar?P1= 30 kPa (1 atm / 101.3kPa) = 0.3 atm500 mL= 0.5L.P1V1= P2V2P1= 0.3 atmV1= 10 LV2= 0.50 LDespejamos P2 y sustituímos.P2= P1 (V1/V2)P2= 0.3 atm (10L / 0.50L)= 6 atm |

LEY DE CHARLES |
En 1787, el físico frances J. Charles propuso porprimera vez la relación proporcional entre el volumen y la temperatura de los gases a presión constante.Charles fue el inventor del globo aerostático de hidrógeno. como no publicó los resultados de sus investigaciones sobre gases, se atribuye también esta ley a gay-Lussac, quien comprobó el fenómeno en 1802.A presión constante, el volumen se dobla cuando la temperatura absoluta se duplica.Como seaprecia en la figura 1. A presión constante el volumen de un gas aumenta al aumentar la temperatura absoluta.Figura 1. A presión constante el volumen de un gas aumenta con la temperatura.La expresión matemática de la ley de Charles es.V/T= k'k' es una constante. EJERCICIOUn globo con volumen de 4 L a 25o C reduce su volumen a 3.68 L cuando se introduce un buen rato en el refrigerador. ¿A quétemperatura está el refrigerador?V1/T1= V2/T2Se despeja T2T2= T1 ( V2/V1)298K ( 3.68 L/ 4 L) = 274.1 K274.1K= 1o C  |

LEY DE GAY LUSSAC |
La presión y la temperatura absoluta de un gas a volumen constante, guardan una relación proporcional.Esta relación fué determinada originalmente por G. Amonton, quien en 1703 fabricó un termómetro de gas basado en este principio. No obstante, por los estudios querealizó Gay-Lussac en 1802, la ley lleva su nombre.La figura 1. ilustra la ley de Gay-Lussac. En un recipiente rígido, a volumen constante, la presión se dobla al duplicar la temperatura absoluta. Figura. 1.La expresión matematica de esta ley es:P/T=K``P1/T1= P2/T2 EJERCICIOUna lata vacia de aerosol de 200 mL contiene gas a 585 mm de Hg y a 20o C ¿Cual es la presión que se genera en su interiorcuando se incinera en una fogata a 700o C?DatosT1= 20o C +273= 293o KP1= 585 mmHgT2= 700o C + 273 = 973o KP2= ?P1/T1= P2/T2DespejandoP2= P1(T2/T1)P2= 585 mmHg (973o K/293o K)= 1943 mmHg585 |

LEY GENERAL DEL ESTADO GASEOSO (COMBINADA) |
La ley general del estado gaseoso es una combinación de las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac.P1V1/T1 = P2V2/T2  |
 Ecuación de van der Waals  
La ecuaciónde estado del gas ideal no es del todo correcta: los gases reales no se comportan exactamente así. En algunos casos, la desviación puede ser muy grande. Por ejemplo, un gas ideal nunca podría convertirse en líquido o sólido por mucho que se enfriara o comprimiera. Por eso se han propuesto modificaciones de la ley de los gases ideales, pV = nRT. Una de ellas, muy conocida y particularmente útil, esla ecuación de estado de van der Waals (p + a/v2)(v - b) = RT, donde v = V/n, y a y b son parámetros ajustables determinados a partir de medidas experimentales en gases reales. Son parámetros de la sustancia y no constantes universales, puesto que sus valores varían de un gas a otro.
La ecuación de van der Waals también tiene una interpretación microscópica. Las moléculas interaccionan entre...