Marco Teórico. Los Gases

                                   Marco Teórico

Los Gases

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, el volumen ocupado por el gas depende de la presión, la temperatura y de la cantidad o número de moles.

Propiedades de los gases:

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, de manera que ocupa todo el volumen y toma la forma de su nuevo recipiente.
2. Se dejan comprimir fácilmente. Al existir espacios intermoleculares, las moléculas 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.

Variables que afectan el comportamiento de los gases:

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.

1.  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.

1. Volumen

Es el espacio ocupado por un cuerpo.

1. Densidad

Es la relación que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molaren litros.

1. 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 número de moles de sustancia, esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su peso molecular.

Gas Real:

Los gases reales son los que en condiciones ordinarias de temperatura y presión se comportan como gases ideales, pero si la temperatura es muy baja o la presión muy alta, las propiedades de los gases reales se desvían en forma considerable de las de gases ideales.

Gas Ideal:

Un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre si se les llama gases ideales.

Diferencia entre gas Ideal y Gas Real

1. Un gas está formado por partículas llamadas moléculas. Dependiendo del gas, cada molécula está formada por un átomo o un grupo de átomos. Si el gas es un elemento o un compuesto en su estado soluble, consideraremos que todas sus moléculas son idénticas.

1. Las moléculas se encuentran animadas de movimiento aleatorio y obedecen las leyes de Newton del movimiento. Las moléculas se mueven en todas direcciones y a velocidades diferentes. Al calcular las propiedades del movimiento suponemos que la mecánica newtoniana se puede aplicar en el nivel microscópico. Como para todas nuestras suposiciones, esta mantendrá o desechará, dependiendo de sí los hechos experimentales indican o no que nuestras predicciones son correctas.

1. El número total de moléculas es grande. La dirección y la rapidez del movimiento de cualquiera de las moléculas pueden cambiar bruscamente en los choques con las paredes o con otras moléculas. Cualquiera de las moléculas en particular, seguirá una trayectoria de zigzag, debido a dichos choques.       

1. El volumen molecular es una pequeña fracción del volumen ocupado por el gas y puede ignorarse. Hay muchas moléculas, pero son muy pequeñas. Sabemos que el volumen ocupado por un gas se puede cambiar sin dificultad en un amplio rango, y que, si el gas se condensa, el volumen ocupado por el gas comprimido en líquido puede ser miles de veces menor. El gas natural, por ejemplo, se puede licuar, reduciendo su volumen 600 veces.

1. Ninguna fuerza apreciable actúa sobre las moléculas excepto durante las colisiones. En este caso, las moléculas se moverán a una velocidad uniforme durante la colisión. Dado que asumimos que las moléculas son muy pequeñas, la distancia promedio entre ellas es grande en comparación con el tamaño de una sola molécula. Por lo tanto, asumimos que el rango de fuerzas moleculares es comparable al tamaño molecular.

1. Los choques son fuertes y de corta duración. El momento y (suponemos) la energía cinética se conserva en las colisiones de las moléculas con las paredes del recipiente. Dado que el tiempo de colisión es pequeño en comparación con el tiempo entre colisiones moleculares, la energía cinética convertida en energía potencial durante la colisión vuelve a estar disponible como energía cinética después de un tiempo tan corto que podemos ignorar este cambio por completo.

Ley de los Gases:

Las primeras leyes de los gases se formularon a fines del siglo XVII, cuando los científicos comenzaron a darse cuenta de que la relación entre la presión, el volumen y la temperatura de una muestra de gas podía proporcionar una fórmula para todos los gases. Debido a que las moléculas distantes, que se comportan de manera similar en diferentes condiciones, se aproximan bien, la ecuación de estado para un gas ideal se deriva hoy de la teoría cinética. Las leyes de los gases anteriores ahora se consideran como casos especiales de la ecuación de los gases ideales donde una o más variables se mantienen constantes.

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