Gases Ideales

Objetivos:

• Comprender la relación entre el volumen y la presión de un gas a temperatura constante: ley de Boyle.

• Comprender la relación entre el volumen y la temperatura de un gas en condiciones de presión constante: ley de Charles.

• Comprender la relación entre la temperatura y la presión de un gas en condiciones de volumen constante: ley de Gay-Lussac.

• Comprender los cambios de masa, volumen, presión y temperatura de los gases mediante: la ley general de los gases.

Introducción:

Existen cuatro cantidades medible; la presión, la temperatura, el volumen y la masa de una muestra estas variables en conjunto determinan el estado de una determinada muestra de materia.

Pero en un gas las moléculas individuales están tan distantes entre si, que las fuerzas de cohesión que existen entre ellas por lo general son pequeñas; aunque si una cantidad grande de un gas está confinada en un volumen reducido el volumen que ocupan las moléculas es una fracción minúscula del volumen total.

Por eso es que Boyle demostró que el volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión. Por eso es que siempre que la masa y la temperatura de un gas se mantengan constantes el volumen es inversamente proporcional a su presión absoluta.

Mientras que Jacques Charles demostró proporcionalidad directa entre el volumen y la temperatura; por lo que demostró que mientras se mantengan constantes la masa y presión de un gas, el volumen del gas es directamente proporcional as su temperatura absoluta.

Gay-Lussac enuncio que si el volumen de una muestra de gas permanece constante, la presión absoluta de dicho gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta. Esto es que si se duplica la presión aplicada al gas, su temperatura absoluta se duplicaría también.

En la ley General de los gases combina las tres leyes mencionadas; pero es de carácter general por que se toman en cuenta las variaciones en la presión, volumen, temperatura, y masa de un gas

Sin embargo lo que en realidad influye en la presión y volumen no es la masa sino el número de moléculas, pues lo único que permanece constante son los moles.

Formula

P x V = n x R x T

Adonde:

P = presión del gas

V = volumen del recipiente que lo contiene

n = número de moles del gas contenido (masa/peso molecular)

R = constante universal de los gases, por ejemplo: 0,082 L x atm / (gmol x K)

T = temperatura absoluta del gas (medida en grados Kelvin)

Problema:

Un tanque de 1 m3 que contiene aire a 25 °C y 500 kPa se conecta por medio de una válvula, a otro tanque que contiene 5 kg de aire a 35 °C Y 200 kPa. Después se abre la válvula y se deja que todo

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