Anillo De Giges

1 Ley de los gases ideales

1.1 Ecuación general de los gases

La ecuación general de los gases ideales se empresa de la siguiente forma:

Cuando la constate de los gases posee las siguientes unidades: , significa, que las unidades de las variables de la ecuación son:

Presión: [atm]; Volumen: [l]; moles (n): [mol]; Temperatura [˚K].

1.2 Ley combinada de los gases

Si despejamos, de la ecuación general de los gases, el número de moles se obtiene la siguiente relación:

Esta expresión permite definir las condiciones de un gas para dos condiciones o etapas distintas, la siguiente figura ejemplifica esta relación:

En estas condiciones la ecuación, puede ser expresada de la forma:

La ecuación anterior se conoce como ley combinada de los gases. Esta ley se desprende del trabajo de varios científicos, que de manera independiente:

1.2.1 Ley de Boyle

Si consideramos un proceso a temperatura constante, proceso isotérmico, obtenemos la expresión de la ley de Boyle:

Gráficamente se puede representar según las siguientes expresiones, en gráficos Presión v/s Volumen (PV) y Temperatura v/s Volumen (TV).

1.2.2 Ley de Charles

Si consideramos un proceso a presión constante, proceso isobárico, obtenemos la expresión de la ley de Charles:

Gráficamente, se tiene:

1.2.3 Ley de Gay.Lussac

Si consideramos un proceso a volumen constaste, proceso isocórico, se obtiene la ley de Gay-Lussac:

Gráficamente, se tiene:

1.3 Ley de las presiones parciales

Hemos analizado sólo gases individuales, pero ¿qué pasa en una mezcla de gases?, ¿Se cumple la ley de los gases ideales?, pero si tenemos vapores, ¿cómo qué ocurre en ese caso?

Primero, debemos considerar que la presión de vapor (Pv) está relacionada con la capacidad de los líquidos o sólidos, para pasar a la atmósfera en forma de vapor. La concentración máxima de un vapor está limitada por la Pv del disolvente. La presión de vapor, depende de la temperatura. En general, la Pv de los sólidos es muy inferior a las de líquidos.

La velocidad de evaporación de un líquido depende:

a. Del área superficial del líquido.

b. De la temperatura del líquido y de la atmósfera.

c. Del movimiento del aire sobre la superficie líquida.

Cuando la presión de vapor de un líquido, es igual a la presión atmosférica, se produce su ebullición, es así que a una presión de 760 [mmHg], es decir, 1 [atm] el agua hierve a 100 [˚C], pues a dicha temperatura la presión de vapor del agua, se iguala a la atmosférica.

En una mezcla de gases o vapores, la presión total será el resultado de las presiones de cada uno de sus componentes, como si cada uno, independientemente, ocupara todo el volumen.

1.3.1 Fracción molar

La fracción molar Xi, se relaciona con el porcentaje de moles que posee el componente i en una mezcla. Así la fracción parcial de dicho componente en la mezcla será una fracción de la presión total.

Si consideramos un volumen, en que los componentes A, B y C están presentes, cada uno de los componentes ocupará una parte o “fracción” de dicho volumen, este valor representa la fracción molar de dicho componente.

Entonces,

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