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Gases ideales

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  1. Gases ideales. Ley generalUn gas ideal es un modelo para los gases. Las partículas de un gas ideal se muevenlibremente y no tienen atracción entre ellas, por lo que no pueden convertirse enlíquidos o sólidos. Las partículas de los gases reales se atraen entre sí y se puedenconvertir en líquidos o sólidos.El modelo de los gases ideales tiene dos ventajas: los gases reales se parecen almodelo ideal cuando las presiones son bajas y las temperaturas altas y las leyesyformulas que cumplen los gases ideales son mucho más sencillas. La más importante de las leyes de los gases ideales es la ley general que permite conocer como se comporta un gas al variar sus magnitudes.Ley de Los Gases IdealesDefinición:WIkipedia: La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotéticoformado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques sonperfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). Los gases reales quemás se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos encondiciones de baja presión y alta temperatura.Y Avogadro Dice:“Volúmenes iguales de diferentes gases bajo las mismas condiciones de presión y temperatura,contienen el mismo número de moléculas”Esto significa que un litro de nitrógeno (N2) tiene el mismo número de moléculas que un litro decloro (Cl2) o de cualquier otro gas, es decir: el volumen es proporcional al número demoléculas, a la cantidad de sustancia, al número de moles (n)En Resumen, Puedo Concluir y expresarles que un gas Ideal es aquel que se encuentraarraigado a la teoría de que para un gas a temperatura y presión constantes, posee unvolumen directamente proporcional al numero de moles del Gas.La ecuación que representa la ley de los gases ideales o perfectos, al estar basada en lasleyes individuales de los gases, siempre que tengan un comportamiento ideal, resume larelación entre la masa de un gas y las variables de Presión, Volumen y Temperatura. En unamezcla de gases, la presión total ejercida por los mismos es la suma de las presiones que cadagas ejercería si estuviese solo en las mismas condiciones.PV=nRTP= PresiónV= VolumenN= Numero de MolesT= Temperatura AbsolutaR= Constante Universal de Los Gases.[/align]Estas Magnitudes o/y Variables son las que definen el comportamiento de los gases ideales.Los Gases Ideales o perfectos cumplen determinadas leyes física, 3 para ser específicos, conlas cuales se especifica el funcionamiento de un complejo sistema químico relativamente
  2. perfecto, Ley de Boyle, Ley de Charles y la Antes mencionada ley de Avogadro, definen un gasideal.Ley de Boyle – Mariotte:Esta Relaciona El Volumen y La presión de los gases, de forma que el Volumen esInversamente proporcional a la presión, es decir, Cuando aumenta la presión, el volumendisminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. El valor exacto de laconstante k no es necesario conocerlo para poder hacer uso de la Ley.PV= KLey de Charles:Esta Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, de forma quemantenida a una presión constante al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta yal disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que "temperatura"significa movimiento de las partículas. Así que, a mayor movimiento de las partículas(temperatura), mayor volumen del gas.Horacio Daniel Vallejo (Ing. Electrónico Argentino, Autor de la Revista “Saber Electrónica”).Dice que la temperatura de la materia (Gases, Líquidos, Sólidos, Plasmas, Condensados) es laagitación de las partículas de esta, es decir cuando el agua está en su punto de ebullición, estase agita bastante, debido que al poseer una densidad y consistencia baja, las partículasmueven el fluido en si, cabe destacar que a mayor temperatura, lo que significa mayor Energía,y MAYOR agitación molecular, la transferencia de electricidad y cualquier otro tipo de energía,se va limitando.Así como el agua a su punto de Ebullición, los gases a una temperatura relativamente alta, seagitan, pero al poseer libre movimiento no pueden “Hervir”, así que si no están contenidos enningún embase, naturalmente se expanden.V/T= KLey de Gay – Lussac:Esta, muy completada por la anterior ley de Charles, Relaciona La presión con la temperatura,básicamente dice: “La Presión del gas es DIRECTAMENTE proporcional a su temperatura”…Esto Es Muy sencillo, puesto que tenemos leyes básicas y fundamentales de la vida, como quela materia cuando se calienta se expande, y cuando se enfría se contrae, ahora apliquemosestos fundamentos a un gas, si tenemos un litro de CO2, a temperatura ambiente, en unenvase de dicha capacidad, hecho de vidrio, Y calentamos el embase, si se calienta el embase,la presión del gas AUMENTA, Obviamente porque? Porque sus partículas se Expanden, seSeparan, y ejercen presión para liberar esa energía acumulada por el calor!P= KTSin embargo, al estudiar los gases ideales nos encontramos con una premisa algodesilusionadora, estas leyes se aplican a la Mezcla de Gases?Dice Dalton que “En una mezcla de gases que no reaccionan entre sí, cada molécula se mueveindependientemente, de una forma análoga a como si estuviera totalmente aislada”En esa mezcla, cada gas se distribuye uniformemente por todo el espacio disponible, como siningún otro gas estuviese presente. Las moléculas ejercen la misma presión sobre las paredes
  3. del recipiente que lo contiene que la que ejercerían si no hubiera ningún otro gas presente.
  4. ¿Bajo qué Condiciones Un Gas Real Seria Ideal?Se introdujo la idea de "gas ideal" como aquel capaz de cumplir las leyes de los gases.Posteriormente, se desarrollo una teoría denominada Teoría cinético-molecular de los gases,que estableció un modelo molecular para un gas "ideal". Es decir, esta teoría propuso ciertascaracterísticas que debería cumplir a nivel molecular un gas ideal.Un gas real, presenta obviamente desviaciones a ese comportamiento. Sin embargo, existencondiciones en las cuales algunos de los postulados del modelo se acercan bastante a larealidad. De esta manera, si el gas está en condiciones de presiones bajas y temperaturaselevadas (ambas permiten volúmenes grandes para el gas *) permitirá que los gases reales secomporten como ideales. Estas condiciones (presiones bajas y temperaturas altas) no tienenindicados valores numéricos; para cada gas existirá un rango de presiones y temperaturas enlas cuales se comportara como gas ideal y esto depende de la magnitud de las fuerzas deatracción entre sus moléculas y del tamaño de estas.Nota*: si el gas esta en un volumen lo suficientemente grande, el volumen propio de lasmoléculas será muy pequeño respecto al volumen total disponible y además, las moléculasestarán lo suficientemente alejadas entre si como para asegurar que las fuerzas de atracciónentre ellas no son importantes.¿Para Qué Sirve un gas Ideal?los gases ideales son gases perfectos que obedecen las leyes de los gases ideales tales como:ley de Boyle, ley de charles gay Lussac, ley de Avogadro , en las cuales de acuerdo a estasecuaciones y leyes se puede predecir las propiedades y estados físico-químicos que ocurren alcambiar de un estado a otro, por ejemplo en la expansión de un gas en un procesos isotérmico( temperatura constante ) con estas leyes se puede predecir la presión final de este gas, asícomo su volumen o temperatura , sabiendo las propiedades iniciales de este gas , sirve muchoen lo que es la termodinámica en la cual al hervir el agua se transforma en gas ( vapor ) y estoal pasar por turbinas genera trabajo ( energía eléctrica o mecánica ) , estos gases son muyimportantes los ideales por que dan una noción para poder manejar y utilizar adecuadamentelos gases reales, saludos espero te sirva.Ósea, en Resumen estas relaciones físicas pueden ser usadas para conocer su número demoles, presión, volumen, temperatura, presión parcial, volumen parcial de un gas y poder versu capacidad para realizar trabajo en un ciclo termodinámico, recuerden que los gases puedenrealizar trabajos y liberar energía, pero en ese caso la ley de los gases ideales nos sirve paraponer una referencia para los gases reales.La Ley de BoyleEsta ley fue formulada por el químico irlandés Robert Boyle (1627-1691) y describe elcomportamiento del gas ideal cuando se mantiene su temperatura constante(trasformación isotérmica). Consideremos pues un recipiente con tapa móvil que contienecierta cantidad de gasEn el, aplicamos lentamente una fuerza sobre esa tapa, pues de este modo no vamos aalterar la temperatura del gas
  5. Observaremos entonces un aumento de la presión junto con una disminución del volumende dicho gas, o sea, cuando la temperatura del gas se mantiene constante, la presión y elvolumen son grandezas inversamente proporcionales. Esta es la ley de Boyle que puedeser expresada matemáticamente de la siguiente manera: Donde k es una constante que depende de la temperatura, de la masa y naturaleza del gas. La transformación descrita es representada en la figura a continuación en un diagrama de presión por volumen:En matemática, esta curva es conocida como hipérbola equiláteraLa Ley de Gay-LussacLa ley de Gay-Lussac nos muestra el comportamiento de un gas cuando es mantenida supresión constante y son variables las otras dos grandezas: temperatura y volumen. Paraentenderla, consideremos nuevamente un gas en un recipiente de tapa móvil. Esta vezcalentaremos el gas y dejaremos libre la tapa, como muestra la figura a continuación:Hecho esto, veremos una expansión del gas junto con el aumento de la temperatura. Elresultado será una elevación de la tapa y consecuentemente un aumento del volumen.Observe que la presión sobre la tapa (en este caso la presión atmosférica) se mantieneconstante.
  6. La ley de Gay-Lussac dice que en una transformación isobárica (presión constante),temperatura y volumen son dos grandezas directamente proporcionales. Esta ley seexpresa matemáticamente de la siguiente forma:Donde k es una constante que depende de la presión, de la masa y de la naturaleza delgas. En un gráfico de volumen en función de la temperatura, tendremos el siguienteresultado:La ley de CharlesEn los casos anteriores, mantuvimos la temperatura del gas constante y después supresión. Ahora mantendremos el volumen constante y analizaremos los resultados de eseprocedimientoConsideremos nuevamente nuestro recipiente de tapa móvil. Esta vez, travaremos la tapa,porque así lograremos dejar el volumen del gas constante. Luego de ello, iniciaremos sucalentamiento como muestra la figura a continuación:Al sufrir el calentamiento, el gas intentará expandirse, pero esto será algo que no ocurrirá,pues la tapa está trabada. El resultado será un aumento en la presión del gas sobre lasparedes del recipiente
  7. La ley de Charles describe esta situación, o sea, en una transformación isométrica(volumen constante), la presión y la temperatura serán grandezas directamenteproporcionales.Matemáticamente, la ley de Charles se expresa de la siguiente forma:Donde k es una constante que depende del volumen, de la masa y de la naturaleza delgas.El gráfico de presión en función de la temperatura absoluta queda de la siguiente forma:La Ecuación de ClapeyronVimos a través de las tres leyes anteriores como un gas ideal se comporta cuandomantenemos una variable constante y variamos las otras dos. La ecuación de Clapeyronpuede ser entendida como una síntesis de esas tres leyes, relacionando presión,temperatura y volumenEn una transformación isotérmica, presión y volumen son inversamente proporcionales yen una transformación isométrica, presión y temperatura son directamente proporcionales.De estas observaciones podemos concluir que la presión es directamente proporcional a latemperatura e inversamente proporcional al volumen.Es importante también destacar que el número de moléculas infuye en la presión ejercidapor el gas, o sea, la presión también depende directamente de la masa del gas.Considerando estos resultados, Paul Emile Clapeyron (1799-1844) estableció una relaciónentre las variables de estado con la siguiente expresión matemática.Donde n es el número de moles y R es la constante universal de los gases perfectos. Estaconstante puede asumir los siguientes valores:La ecuación general para los gases ideales
  8. Consideremos una determinada cantidad de gas ideal confinado en un recipiente donde sepuede variar la presión, el volumen y la temperatura, pero manteniendo la masa constante,o sea, sin alterar el número de moles.A partir de la ecuación de Clapeyron, podemos establecer la siguiente relación:Como fue descrito, el número de moles n y R son constantes. Se concluye entonces:Esto es, si variamos la presión, el volumen y la temperatura del gas con masa constante,la relación recién expresada, dará el mismo resultado. Para entender mejor lo que estosignifica, observe la figura a continuación:Tenemos el gas ideal en tres estados diferentes, pero si establecemos la relación depresión, volumen y temperatura, descritos en la primera ecuación, se llega a los siguientesresultados.Observamos que las tres ecuaciones dan el mismo resultado, lo cual significa que ellasson iguales. Entonces podemos obtener la siguiente ecuación final:Esta relación es conocida como la ecuación general de los gases ideales.
  9. La ley de los gases ideales. Mezclas de gasesLa ecuación que representa la ley de los gases ideales operfectos, al estar basada en las leyes individuales de los gases,siempre y cuando tengan un comportamiento ideal, resume larelación entre la masa de un gas y las variables P, V y T. En unamezcla de gases, la presión total ejercida por los mismos es lasuma de las presiones que cada gas ejercería si estuviese soloen las mismas condiciones.Ley de los gases idealesEl estado de un gas queda determinado al relacionar cuatromagnitudes: volumen (V), temperatura (T), presión (P) ycantidad de gas expresada en moles (n). Las leyes queestablecen estas relaciones son:Ley de Boyle:Ley de Charles:V = constante T (a P y n determinadas)Ley de Avogadro: V = constante n (a P y T determinadas)Combinando esas proporcionalidades se obtiene la relación:Representando la constante por el símbolo R, obtenemos la leyde los gases ideales o perfectos: PV = nRTLa constante R, denominada constante de los gasesideales o constante universal de los gases, tiene el mismovalor para todos los gases y puede calcularse a partir delvolumen molar y de las denominadas condiciones normales deun gas (0 ºC y 1 atm).El volumen molar de cualquier gas con comportamiento ideal seha establecido experimentalmente en 22,4 litros. Por tanto:
  10. La ecuación de los gases ideales o perfectos permite en todomomento relacionar volúmenes de gases, sea cual sea la presióny la temperatura de los mismos.Mezclas de gases: ley de DaltonEn una mezcla de gases que no reaccionan entre sí, cadamolécula se mueve independientemente, de una forma análoga acomo si estuviera totalmente aislada.En esa mezcla, cada gas se distribuye uniformemente por todo elespacio disponible, como si ningún otro gas estuviese presente.Las moléculas ejercen la misma presión sobre las paredes delrecipiente que lo contiene que la que ejercerían si no hubieraningún otro gas presente.En 1803, Dalton (1766-1844) enunció la ley de las presionesparciales: «en una mezcla de gases, la presión total ejercida porlos mismos es la suma de las presiones que cada gas ejercería siestuviese solo en las mismas condiciones».Si varios gases, A, B y C, se colocan en un mismo recipiente,acaban formando una mezcla homogénea. La presión que cadagas ejerce individualmente en una mezcla se denomina presiónparcial.La ley de Dalton de las presiones parciales se expresa:Ptotal = PA + PB + PC + ¿Tanto la mezcla de los gases como cada componente individualcumplen la ecuación de los gases ideales o perfectos: Ptotal V = (nA + nB + nC+ ¿) RTRelaciones entre masa, densidad y masamolecular o molar de un gasVolúmenes iguales de gases contienen el mismo númerode moléculas en las mismas condiciones de presión ytemperatura. Manteniendo constantes estas condiciones, lasmasas de idénticos volúmenes de gases deben serproporcionales a las masas de las moléculas que los forman. Secumple:
  11. Conocidas la presión, el volumen y la temperatura a que seencuentra un gas, puede deducirse la masa molecular, ladensidad del gas o la masa de una muestra:Sustituyendo en la ecuación de los gases ideales:De igual forma, puede conocerse la densidad de un gas: PÁGINA: http://quimica.laguia2000.com/general/ley-general-de-los-gases-idealeshttp://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/3quincena10/3q10_conte nidos_3b.htm http://www.taringa.net/posts/apuntes-y-monografias/9024692/Ley-de-Gases-Ideales_.html http://www.hiru.com/quimica/la-ley-de-los-gases-ideales-mezclas-de-gases VIDEOS: http://www.youtube.com/watch?v=tN6O6HoHjKE http://www.youtube.com/watch?v=d2bJMaF8Sso&feature=related IMÁGENES:
  12. PAGINA MUY INTERESATE (HAY INFORMACION) http://marioalbertocorteslopez.blogspot.com.es/http://www.docstoc.com/docs/113207290/ley-de-los-gases-ideales-_fisica_-_1_

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