TERMODINAMICA

Fundamentos Químicos en Ingeniería
Carmen Mª Rodríguez – Dpto. Química Orgánica - ULL

Termodinámica
5.1 El estado gaseoso.
El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir, que las moléculas
del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamaño
del diámetro real de las moléculas. Resuelta entonces, que el volumen ocupado
por el gas (V) depende de lapresión (P), la temperatura (T) y de la cantidad o
numero de moles (n).
Las propiedades de la materia en estado gaseoso son:
1. Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. Un gas, al cambiar
de recipiente, se expande o se comprime, ocupa todo el volumen y toma la forma de su
nuevo recipiente.
2. Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, lasmoléculas se
pueden acercar unas a otras reduciendo su volumen, cuando aplicamos una presión.
3. Se difunden fácilmente. Al no existir fuerza de atracción intermolecular entre sus
partículas, los gases se esparcen en forma espontánea.
4. Se dilatan, la energía cinética promedio de sus moléculas es directamente
proporcional a la temperatura aplicada.

Las variables que afectan elcomportamiento de los gases son:
1. PRESIÓN: Es la fuerza ejercida por unidad de área. En los gases esta fuerza
actúa en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente.
Presión = Fuerza / área = N/m2

P = F / A = Pascal

La presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos
que están en la superficie terrestre. Se origina del peso del aire que la forma.
Mientras másalto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de é l, por
consiguiente la presión sobre él será menor. La Presión barométrica se mide en
mm de Hg o en atmósfera (atm).
Unidades de Presión más frecuentes
Atmósfera

Milímetro de Hg

Torr

N/m2

Pascal (Pa)

(atm)

1atm = 760mmHg

1atm = 760Torr

1atm = 101325N/m2

1atm = 101325Pa

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2. TEMPERATURA: Es una medida de la intensidad del calor, y el calor a su vez
es una forma de energía que podemos medir en unidades de calorías. Cuando un
cuerpo caliente se coloca en contacto con uno frío, el calor fluye del cuerpo
caliente al cuerpo frío. La temperatura de un gas es proporcional a la energía
cinética media de lasmoléculas del gas. A mayor energía cinética mayor
temperatura y viceversa. La temperatura de los gases se expresa en grados
kelvin (ºK). La relación con la escala Celsius: T (K) = t (ºC) + 273,15
3. CANTIDAD: La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa,
usualmente en gramos. De acuerdo con el sistema de unidades SI, la cantidad
también se expresa mediante el nº de moles de sustancia,esta puede calcularse
dividiendo el peso del gas por su Masa molar. mol = m (g)/M(g/mol)
4. VOLUMEN:

Es

el

espacio

ocupado

por

un

cuerpo.

Unidades de volumen: 1 m3 = 1000 litros / 1 litro = 1000 cc = 1000 mL
Estas 4 propiedades que determinan el comportamiento físico de un gas: la
cantidad de gas (moles), su volumen, temperatura y presión, están relacionadas
gracias a unaecuación matemática o ecuación de estado.

5.2 Leyes de los gases ideales.
Las leyes elementales de los gases nos dan una idea cualitativa del
comportamiento del gas, cada una de ellas describe el efecto sobre el volumen
del gas de la modificación de una variable mientras se mantienen constantes las
otras dos.


Ley de Boyle describe el efecto de la presión V 1/P.



Ley deCharles describe el efecto de la temperatura V  T.



Ley de Avogadro describe el efecto de la cantidad de gas V  n.
Estas 3 leyes pueden combinarse en una única la ecuación de los gases

ideales, que incluya las 4 variables.

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1. Ley de Boyle.
Para una cierta cantidad de un gas a una...