Los Gases

Modelo de gas ideal

Como vamos a estudiar el comportamiento de los gases, vamos a establecer un MODELO para cualquier gas, que, como hemos visto en las anteriores imágenes, estará constituido por partículas moviéndose al azar y chocando contra las paredes del recipiente. Las características de nuestro MODELO ideal de gas serán:

-Las partículas del gas son pequeñísimas
comparadas con el volumen del recipiente.

-Se mueven al azar con distintas velocidades de
manera que, si aumenta la temperatura,
aumenta la velocidad de las partículas del gas.

- No existen fuerzas de atracción entre ellas.

- En su movimiento, chocan entre ellas y con las
paredes del recipiente cumpliéndose las leyes de
los choques elásticos.

- Cuando chocan aparecen las fuerzas o
interacciones entre ellas o con las paredes del
recipiente.

- Los choques con las paredes del recipiente
producen el efecto que llamamos presión sobre
las mismas.

ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES PERFECTOS

La ecuación general de los gases es el resumen que engloba a varias leyes que se
enunciaran de forma separada:

Ley de Boyle - Mariotte:

Dice que, si se mantiene la temperatura constante, el volumen
de una determinada cantidad gas es inversamente proporcional a la presión:

PV = k (T, n constantes) 

Presión aumenta=volumen disminuye(como en la imagen)

Demostración de ésta ley bajo el siguiente experimento.

Ley de Charles – Gay Lussac: 

Dice que, si se mantiene la presión constante, el volumen de

una determinada cantidad de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta:

V = k´T (P, n constantes) 

(En la imagen:Un gas a presión constante y cuando se aumenta la temperatura, el volumen de gas aumenta)

  Jugando con temperaturas..ACTIVIDAD

Ley de Gay Lussac: 

Dice que...Si se mantiene el volumen constante, la presión que ejerce
una determinada cantidad gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta:(como en a imagen)
P = k´T (V, n constantes)

Ley de Avogadro: 

Si se mantienen las mismas condiciones de presión y temperatura, el

volumen de un gas depende del número de moles, es decir de la cantidad de gas:

V = k´´n (P, T constantes)

En condiciones estándar de presión y temperatura (P = 1 atm y T = 273 K), el volumen ocupado es de 22.4 l, como se muestra en la siguiente figura:

 ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES IDEALES

 Combinando las leyes vistas anteriormente:

 P . V = cte ( para T y m constantes): Ley de Boyle

 V = cte . T (para P y m constantes): Ley de Charles y Gay-Lussac

 P = cte . T (para V y m constantes): 2ª Ley de Gay-Lussac

 V = cte . n (para P y T constantes): Ley de Avogadro

se obtiene la ecuación conocida como ecuación general de los gases ideales:

 P . V = cte . n . T 

o bien donde R es una constante denominada constante de los gases. Si la presión se expresa en

atmósferas, el volumen en litros y la temperatura en K, el valor de R es de 0,082 atm.l/mol.K,

mientras que en el S.I. el valor de R = 8,3 J / mol .K

P . V = n . R . T

Para una cantidad determinada de gas, la ley de los gases ideales puede expresarse

también en función de las condiciones iniciales y las finales:

P.V = n.R.T ; si n= cte: P.V / T = cte

P1V1/T1=P2V2/T2; (m=constante)

La ecuación de los gases ideales, se cumple estrictamente para los llamados gases ideales:

gases hipotéticos en los que el tamaño de las moléculas es absolutamente despreciable frente a la distancia existente entre las moléculas (volumen nulo) y en el que además no existieran fuerzas intermoleculares. Sin embargo, el comportamiento de los gases reales difiere ligeramente del ideal a causa del tamaño de las moléculas y también porque existen fuerzas intermoleculares. No obstante, para todos los cálculos que se efectúan normalmente, puede suponerse que los gases reales se comportan como se fueran ideales. La ecuación de los gases ideales se aplica con bastante exactitud a todos los gases cuando se encuentran a presiones muy bajas y temperaturas elevadas, es decir, cuando las moléculas están muy alejadas unas de otras y se desplazan con velocidades elevadas. 

Para un nº de partículas de cualquier gas, el

producto PRESIÓN por VOLUMEN partido por la

TEMPERATURA absoluta del gas es una

CONSTANTE.

Esta LEY DE ESTADO DE LOS GASES IDEALES, nos

permitirá, conocidas unas condiciones de presión de

volumen y de temperatura, pasar a otras

determinadas, es decir, de las anteriores leyes.

En el video se muestra lo visto en esta entrada.."Los Gases"