el propósito u objetivo de este trabajo es:
*entender claramente el tema
*las propiedades de los gases
*conceptos:temperatura,presión y volumen
*conocer los principios básicos de las leyes
*conocer la ley de boyle
*ley de charles
GASES
Se denomina gas (palabra inventada por el científico flamenco Jan Baptista van Helmont en el siglo XVII, sobre el latín chaos ) al estado de agregación de la materia en el cual, bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, sus moléculas interaccionan solo débilmente entre sí, sin formar enlaces moleculares adoptando la forma y el volumen del recipiente que las contiene y tendiendo a separarse, esto es, expandirse, todo lo posible por su alta concentración de energia cinetica
Los gases son fluidos altamente compresibles que experimentan grandes cambios de densidad con la presión y la temperatura. Las moléculas que constituyen un gas casi no son atraídas unas por otras, por lo que se mueven en el vacío a gran velocidad y muy separadas unas de otras
PROPIEDADES
- Las moléculas de un gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos. Las fuerzas gravitatorias y de atracción entre las moléculas son despreciables, en comparación con la velocidad a la que se mueven sus moléculas.
- Los gases ocupan completamente el volumen del recipiente que los contiene.
- Los gases no tienen forma definida, adoptando la de los recipientes que las contiene.
- Pueden comprimirse fácilmente, debido a que existen enormes espacios vacíos entre unas moléculas y otras
CONCEPTOS ;
TEMPERATURA
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de calor medible mediante un termómetro. En física, se define como una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico, definida por el principio cero de termodinámica Más específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional, rotacional, o en forma de vibraciones . A medida que sea mayor la energía cinética de un sistema, se observa que este se encuentra más «caliente»; es decir, que su temperatura es mayor.
En el caso de un sólido, los movimientos en cuestión resultan ser las vibraciones de las partículas en sus sitios dentro del sólido. En el caso de un gas ideal monoatomico se trata de los movimientos traslacionales de sus partículas (para los gases multiatómicos los movimientos rotacional y vibracional deben tomarse en cuenta también).
PRESIÓN
La presión (símbolo p) es una magnitud fisica que mide la proyección de la fuerza en dirección perpendicular por unidad de superficie y sirve para caracterizar cómo se aplica una determinada fuerza resultante sobre una línea. En el sistema internacional de unidades la presión se mide en una unidad derivada que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de un newton (N) actuando uniformemente en un metro cuadrado (m²). En el sistema ingles, la presión se mide en libra po pulgada cuadrada (pound per square inch o psi) que es equivalente a una fuerza total de una libra actuando en una pulgada cuadrada
VOLUMEN
El volumen es una magnitud metrica de tipo escalar definida como la extensión en tres dimensiones de una región del espacio. Es una magnitud derivada de la longitud, ya que se halla multiplicando la longitud, el ancho y la altura. Matemáticamente el volumen es definible no sólo en cualquier espacio euclídeo, sino también en otro tipo de espacios métricos que incluyen por ejemplo a las variedades de riemann.
Las primeras leyes de los gases fueron desarrolladas desde finales del siglo xvll cuando los científicos empezaron a darse cuenta de que en las relaciones entre la presion , el volumen y la temperatura de una muestra de gas, en un sistema cerrado , se podría obtener una fórmula que sería válida para todos los gases. Estos se comportan de forma similar en una amplia variedad de condiciones debido a la buena aproximación que tienen las moléculas que se encuentran más separadas, y los gases se consideran como casos especiales de la ecuación del gas ideal, con una o más de las variables constantes.
LEY DE BOYLE
La ley de boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante. El volumen es inversamente proporcional a la presión: Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
La ley dice que:
La presión ejercida por una fuerza física es inversamente proporcional al volumen de una masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.
o en términos más sencillos:
A temperatura constante, el volumen de una masa fija de gas es inversamente proporcional a la presión que este ejerce.
Matemáticamente se puede expresar así:
PV = K
donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.
Cuando aumenta la presión, el volumen baja, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la constante K para poder hacer uso de la ley: si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:
donde:
- P1= presion inicial
- p2= presion final
- v1= volumen inicial
- v2= volumen final
Además, si se despeja cualquier incógnita se obtiene lo siguiente:
p1= p2v2/v1 v1=p2v2/p1 p2=p1v1/v2 v2= p1v1/p2
Esta ley es una simplificación de la ley de los gases ideales o perfectos particularizada para procesos isotermicos de una cierta masa de gas constante.p1= p2v2/v1 v1=p2v2/p1 p2=p1v1/v2 v2= p1v1/p2
la ley de Boyle forma las leyes de los gases, que describen la conducta de un gas ideal. Las tres primeras leyes pueden ser generalizadas en la ecuacion univeral de los gases.
LABORATORIO
LEY DE CHARLES
A una presión dada, el volumen ocupado por una cierta cantidad de un gas es directamente proporcional a su temperatura.
en términos generales:
(V1 * T2) = (V2 * T1)
es una de las leyes de la gases Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenida a una presion constante, mediante una constante de proporcionalidad directa.
es una de las leyes de la gases Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenida a una presion constante, mediante una constante de proporcionalidad directa.
En esta ley, jacques charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura, el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con la energia cinetica debido al movimiento de las moléculas del gas. Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor velocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.
Volumen sobre temperatura: Constante (K -en referencia a si mismo)
V/T= K2
o también:
V= K2T
donde:
- V es el volumen.
- T es la temperatura absoluta (es decir, medida en kelvin).
- k2 es la constante de proporcionalidad.
Además puede expresarse como:
V1/T1 = V2/T2
donde:
- V1= Volumen inicial
- T1= Temperatura inicial
- V2= Volumen final
- T2= Temperatura final
Despejando T₁ se obtiene:
T1= V1.T2/V2
Despejando T₂ se obtiene:
T2 = V2.T2/V1
Despejando V₁ es igual a:
V1= V2.T1/T2
Despejando V₂ se obtiene:
V2 = V1.T2/T1
Un buen experimento para demostrar esta ley es el de calentar una lata con un poco de agua, al hervir el agua se sumerge en agua fría y su volumen cambia.
laboratorio
LEY DE GAY-LUSSAC
Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800. Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante. La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura: Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.
establece que la presión de un volumen fijo de un gas, es directamente proporcional a su temperatura.
- Si el volumen de una cierta cantidad de gas a presión moderada se mantiene constante, el cociente entre presion y temperatura (kelvin) permanece constante:
P/T = K3
o tambien:
p = k3T
donde:
- P es la presión
- T es la temperatura absoluta (es decir, medida en kelvin)
- k3 una constante de proporcionalidad
- Para una cierta cantidad de gas, al aumentar la temperatura, las moleculas del gas se mueven más rápidamente y por lo tanto aumenta el número de choques contra las paredes por unidad de tiempo, es decir, aumenta la presion ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento del proceso, el cociente entre la presión y la temperatura absoluta tenía un valor constante.Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a P2.
LEY DE LOS GASES IDEALES
La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética).
Un gas ideal ejerce una presión continua sobre las paredes del recipiente que lo contiene, debido a los choques de las partículas con las paredes de este. Los choques moleculares son perfectamente elásticos. No hay pérdida de energía cinética. No se tienen en cuenta las interacciones de atracción y repulsión molecular.
LEY GENERALIZADA DE LOS GASES
es una ley de los gases que combina la ley de boyle la ley de charles y la ley de gay-lussac. Estas leyes matemáticamente se refieren a cada una de las variables termodinámicas con relación a otra mientras todo lo demás se mantiene constante. La ley de Charles establece que el volumen y la temperatura son directamente proporcionales entre sí, siempre y cuando la presión se mantenga constante. La ley de Boyle afirma que la presion y el volumen son inversamente proporcionales entre sí a temperatura constante. Finalmente, la ley de Gay-Lussac introduce una proporcionalidad directa entre la temperatura y la presión, siempre y cuando se encuentre a un volumen constante. La interdependencia de estas variables se muestra en la ley de los gases combinados, que establece claramente que:
La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante.
LEY DE AVOGADRO
Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. Recuerda que la cantidad de gas la medimos en moles.
Por ello, debe de existir una relación directa entre estos volúmenes de gases y el número de moléculas que contienen. La ley de Avogadro dice que: Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas.
LEY DE AVOGADRO
LEY DE BOYLE
LEY DE CHARLES
LEY DE GASES DE IDEALES
INCOMPLETO 3.3
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