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10 Gases Y La TeoríA CinéTica Molecular

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Autor: Maestro en Ciencias Bioquímicas Genaro Matus Ortega. …

Autor: Maestro en Ciencias Bioquímicas Genaro Matus Ortega.
Concurso UNAM, Grupo GUTE.
Introducción a la teoría cinética molecular de Daniel Bernoulli, Propiedades de los gases, contaminación atmosférica, Leyes de los Gases.

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  • 1. x . m Gases y la Teoría Cinéticao m Molecular e.c u t Autor: Maestro en Ciencias .g Bioquímicas Genaro Matus Ortega w w w Autor: Maestro en Ciencias Bioquímicas Genaro Matus Ortega genaromatus@excite.com, genaro_matus@hotmail.com
  • 2. Los gases x • No tienen forma ni volumen . m definidos, o m • Ocupan todo el volumen del recipiente que lo contiene, e.c u altos de energía cinética; t • Sus partículas poseen niveles . • Las fuerzas de cohesión g w (fuerzas de atracción entre w moléculas de la misma w naturaleza), son casi nulas.
  • 3. El aire x Compuesto: . m Forma molecular: Volumen (%): Dióxido carbono Helio o m de CO2 He 0.0314 0.000524 .c Composición de gases de la atmósfera Krypton Kr 0.000114 Nitró geno 77% Xenón Xe 0.0000087 Oxígeno 21% e Hidrógeno H2 0.00005 A rgó n 1% t Hidró geno 0.1% Metano CH4 0.0002 Neó n 0.1% Oxido nitroso N2 0.00005 u Kriptó n 0.1% Helio 0.2% g Xenó n 0.1 % Ozono O3 de 0.000007 en verano . Otro s 0.3% a 0.000002 en invierno w Dióxido de azufre SO2 0.0001 Dióxido de NO2 0.0000002 w nitrógeno Amoniaco NH3 de cero a w trazas Monóxido de CO de cero a carbono trazas
  • 4. La Atmo-sfeira x . m • Está constituida típicamente en: 77% de Nitrógeno, o 1% Argón, m 21% de Oxígeno, .c Pequeñas trazas en el 1% restante compuesto de Hidrógeno, Dióxido de e Carbono, Neón, Kriptón, Helio, Ozono uty Xenón. .g • Estas proporciones citadas antes varían notablemente dependiendo de la capa atmosférica en donde nos w encontremos. En las capas más basáles encontramos normalmente w mayores Oxígeno. concentraciones de w
  • 5. Capas de la atmosfera x • Troposfera: Primeros 12 Km (lluvias, nevadas, . m • trombas, etc.). Estratosfera: Hasta los 50 Km (ausencia de o m .c corrientes verticales además de un incremento gradual de la temperatura con la altura). • Mesosfera: hasta 80 Km con turbulencias irregulares. t e • • Termosfera: hasta 100 o 120 Km. g u Exosfera: de los 120 hasta los 64,000 Km. . Heliosfera: primeros 1500 km., constituidos principalmente por Helio. w Geocorona: w contiene los “anillos” o “cinturones de Van Allen” o zonas de atrapamiento magnético de partículas cargadas eléctricamente. w
  • 6. Capas de la Atmósfera x . m o m e.c ut .g w w w
  • 7. Contaminantes del aire x Contaminante Fuente generadora . m Monóxido de carbono Dióxido de azufre o m Vehículos de motor Plantas de ácido sulfúrico .c Partículas en suspensión Vehículos de motor Plomo Vehículos de motor Hidrocarburos no metánicos t eVehículos de motor Dióxido de carbono g u Cualquier fuente de combustión . La principal fuente de contaminación ambiental son la combustión de petróleo, carbón w y gasolina pues generan la mayor parte de los contaminantes atmosféricos. w La industria siderúrgica y del acero, las plantas fundidoras, incineradoras, refinerías, fabricas de cemento y de derivados industriales (plásticos, ácidos domésticos y w detergentes), son considerados como fuentes secundarias de contaminación ambiental.
  • 8. Contaminación del aire x • Los contaminantes pueden producir: atmosféricos . m • Inversión térmica: El aire frío no puede elevarse (es más denso) y no hay circulación o m .c en la troposfera. • Efecto invernadero: calentamiento local t del aire e impedimento de flujo atmosférico. e • Lluvia, nieve o neblina uácida: provocado por la deposición de compuestos g que bajan a 5.5 el pH del agua. • Cambios en el ciclo hidrológico: . por la w cambios en las tasas de precipitación, evaporación asociación de w contaminantes con el agua. entrada de energía. w • Destrucción de la capa de ozono: ondas lumínicas con mayor
  • 9. La contaminación del aire x . m o m e.c ut .g w w w
  • 10. La Teoría Cinética Molecular x • . m Daniel Bernoulli (1700- 1782) propuso los siguientes postulados para los gases: ocupar todo el recipiente que los contiene. o m 1. Los gases están formados por partículas muy pequeñas (moléculas) que tienden a .c 2. El tamaño de las moléculas es tan pequeño que se puede considerar despreciable si se compara con la distancia que hay entre ellas. t e 3. Prácticamente no hay fuerza de atracción entre las moléculas de un gas. u 4. Las moléculas de un gas están en continuo movimiento desordenado. g . 5. Las colisiones entre las moléculas son elásticas; cuando chocan entre sí o contra las paredes que las contienen no causan pérdida de energía. w 6. El promedio de la energía cinética de las moléculas de un gas es directamente w proporcional a la temperatura absoluta. w Aquel cuerpo que cumpla esto será un “gas ideal”
  • 11. Teoría Cinética Molecular D. Bernoulli en 1738 x . m o m e.c u t .g Como resultado de este planteamiento puede entenderse que la Presión que produce el gas en las paredes del recipiente se debe al efecto del choque de las partículas. w moléculas del gas, y si elevamos la Temperatura, aumenta la energía cinética de las Temperatura, w w Entendiendo los Gases de esta forma, podemos comprender que “si la temperatura “si permanece constante, el volumen de una masa gaseosa resulta ser inversamente proporcional a la presión que se aplica”. aplica”.
  • 12. Los gases ocupan un volumen particular x • A diferencia de los sólidos y líquidos, los gases ocupan un volumen espacial que depende directamente de la presión y . m temperatura del sistema donde se encuentren. o m Donde: P = F /A e.c • etc. u t P = Presión: g / cm2, kg/cm2, lb / pulg2, atmósferas, milímetros de Mercurio (mmHg), bars, • • .g F = Fuerza: Gramo-fuerza, Kilogramo-fuerza, libra-fuerza, etc. A = Area: centímetros cuadrados, metros cuadrados, pulgadas al cuadrado, etc. w Temperatura: la media (o valor promedio) de la energía w cinética de las moléculas de un cuerpo dado. w F = 1.8 ° C + 32; C = ° F – 32 / 1.8; C = ° K – 273; K = ° C + 273
  • 13. Volumen, Presión y Temperatua x Los gases ocupan un volumen espacial que . m depende directamente de la presión y temperatura del sistema donde se o m .c encuentren. t e Presión: fuerza que se imprime sobre un área determinada; g u . Fuerza: cualquier agente capaz de alterar el estado de reposo o de movimiento w rectilíneo uniforme de algún cuerpo dado w Área como cualquier extensión w bidimensional tendremos la siguiente ecuación:
  • 14. Todos somos físicos empíricos x . m o m e.c ut .g w w w
  • 15. Las leyes de los gases x • Boyle: V a 1 / P → V = K / P → . m Boyle-Mariotte: P1 V1 = P2 V2 o m .c • Charles: V a T → V = K T → V2 / V1 = T2 / T1 eT → P / P = T / T u • Gay-Lussac: P a T → P = tK g Ideales: . Gases 2 1 2 1 wP → P V / T = P V / T Ley General de los w V= KmT/ 1 1 1 2 2 2 w
  • 16. Las leyes de los gases x . • Ecuación General de los Gases Ideales:m V=RnT/P m o .c e+ P ..... Ley de las Presiones Parciales: Pt = P + t 1 g u P 2 3 Ley de Difusión wde .los Gases wV / V = √ D / D 1 2 2 1 w
  • 17. x CONCEPTOS IMPORTANTES . m o m e.c ut .g w w w

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