Termo3

Tema10: Gas Ideal

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Tema 10: Gas Ideal

Fátima Masot Conde
Ing. Industrial 2006/07

Fátima Masot Conde

Dpto. Física Aplicada III

Universidad de Sevilla

Tema10: Gas Ideal

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Tema 10: Gas Ideal

Índice:
1. Introducción.
2. Algunas relaciones para gases ideales
3. Ecuación de estado del gas ideal
4. Energía interna del gas ideal
5. Capacidades caloríficas de los gases ideales
6. Ley deMayer
7. Nociones de Termodinámica Estadística
8. Proceso adiabático. Ecuación de Poisson
9. Posición relativa de isotermas y adiabáticas
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Introducción
Gas
No tiene
tiene volumen
volumen ni
ni presión
presión definidos.
definidos.
Gas ••No
••Volumen:
Volumen: Depende
Depende del
del recipiente.recipiente.
••Presión:
Presión: Dada
Dada por
por lala ecuación
ecuación de
de estado
estado {P,V,T}
{P,V,T}

• Sus
Sus moléculas
moléculas se
se mueven
mueven aleatoriamente
aleatoriamente sin
sin
Gas
Gas Ideal
Ideal •ejercer
fuerzas entre ellas.
ejercer fuerzas entre ellas.

••Muy
Muy baja
baja densidad
densidad (las
(las moléculas
moléculas ocupan
ocupan una
una
parte
despreciable
del
volumen)
partedespreciable del volumen)
••Muy
Muy baja
baja presión
presión P ∼ ρT
••La
La mayoría
mayoría de
de gases
gases aa presión
presión atmosférica
atmosférica yy
temperatura
temperatura ambiente
ambiente se
se tratan
tratan como
como un
un gas
gas
ideal.
ideal.
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Algunas relaciones para gases ideales(experimentales)
(experimentales)

Ley
Ley de
de Boyle-Mariottte
Boyle-Mariottte

Para procesos a T=cte,
P

PV=cte

T
T3
T2
T1
V

líneas isotermas:
familia de hipérbolas equilateras
T1
Diagrama de Clapeyron
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Algunas relaciones para gases ideales

V

P1

1ª
1ª Ley
Ley de
de Gay-Lussac
Gay-Lussac

P2

Paraprocesos a P=cte
P3

V1
V2
=
T1
T2

P

V ∼T

T
P

V1

2ª
2ª Ley
Ley de
de Gay-Lussac
Gay-Lussac

V2

Para procesos a V=cte
V3

P1
P2
=
T1
T2

V

P ∼T

T
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Ley de Gases ideales. Ecuación de estado

(P
V11 T
T11))
(P11 V

(P
V' T
T11))
(P22 V'
T1=cte

(P
V22 T
T22))
(P22 V
P2=cte
1ª
1ªGay-Lussac
Gay-LussacBoyle-Mariotte
Boyle-Mariotte

P1V1=P2V'

V2
V0
=
T1
T2

P2 V2
P1 V1
=
T1
T2

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Ley de Gases ideales. Ecuación de estado

P2 V2
PV
P1 V 1
=
=
= cte
T1
T2
T
Variables de estado

P V =cte T
Constante de proporcionalidad
(depende de la masa del gas)
Estudio
Estudio de
de la
la cte:
cte:

cte =N K

Constantede Boltzmann:

K = 1,38 ⋅10−23 J K −1

no. moles
No. Avogadro

Número de moléculas = n NA
NA = 6.023 × 1023 molec/mol
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Ley de Gases ideales. Ecuación de estado

Ecuación de estado

PV = nNAKT = nRT
R=cte universal de los gases

Valor
Valor de
de RR
R = 8.314

at l
cal
J
= 0.082
=2
mol K
mol K
mol K

ConCon esto:
esto:

Condiciones
Condicionesnormales
normales
Volumen de 1mol de gas ideal a P =1 at y T=273.15 K (0oC)

V=22.4 l
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Energía interna del gas ideal

Expansión libre de un gas

Sea un gas encerrado inicialmente en la mitad de un recipiente
aislado. Cuando se abre la llave, el gas ocupa todo elvolumen sin
realizar trabajo (y sin intercambiar calor). Por el 1er Principio:

ΔU = 0
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Energía interna del gas ideal

Experimentalmente se observa que el gas no varía su
temperatura (si tiene baja densidad, idealización de
gas ideal)
El gas ha variado su presión y su volumen, pero no su
temperatura,...

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