Leyes del gas ideal

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Leyes del gas ideal

  1. 1. LEYES DEL GAS IDEAL UNIVERSIDAD DE GUANAJUATO DIVISION DE INGENIERIAS FISICA II
  2. 2. TEMAS A TRATAR: GAS VARIABLES DE UN GAS LEY DE DALTON LEY DE BOYLE-MARIOTTE LEY DE CHARLES LEY DE GAY LUSSAC LEY DE AVOGADRO LEY GENERAL DE LOS GASES LEY DE LOS GASES IDEALES
  3. 3. GAS Un gas es una sustancia cuyas moléculas están en constante movimiento, carece de forma y adopta la del recipiente que lo contiene debido a que la fuerza entre los átomos y las moléculas apenas tienen un efecto apreciable y estos se mueven con libertad entre sí.
  4. 4. VARIABLES DE UN GAS La temperatura es un propiedad física de los gases. A temperaturas altas sus moléculas se mueven más rápido. La temperatura se debe expresar en Kelvin K = °C + 273.
  5. 5.  En física llamamos presión a una fuerza que se ejerce sobre una superficie. Según la teoría cinética la presión de un gas está relacionada con el número de choques por unidad de tiempo de las moléculas del gas contra las paredes del recipiente. Cuando la presión aumenta quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo es mayor.
  6. 6.  Existen distintas unidades para medir presión como: atmósferas (atm), milímetros de mercurio (mmHg), pascal (Pa), kilo pascal (Kpa), bar, Torriceli (Torr).
  7. 7.  El Volumen (V) es el espacio ocupado por un gas. El gas es compresible y su volumen estará determinado por el espacio ocupado. Si un gas se comprime, su presión y volumen se modificarán de acuerdo a las leyes de los gases.
  8. 8.  Su unidad es el mol. Un mol es la cantidad de sustancia que contiene tantos átomos o moléculas como hay precisamente en 12 g. de Carbono 12, o bien un mol es aquel numero de gramos de una sustancia numéricamente igual a la masa molecular de la sustancia.
  9. 9. o La relación entre temperatura, presión, volumen y la cantidad de gas expresado en moles, se las conoce como LEYES DE LOS GASES estas se basan en cuatro variables para definir la condición física o estado del gas tales son: temperatura, presión, volumen y cantidad de gas expresado en molesVOLUMEN CANTIDAD(L) DE MOLES GASES (n)PRESION TEMPERATURA(P) (T)
  10. 10. LEY DE DALTON La suma de las presiones parciales de los gases será igual a la presión total. La suma de las presiones individuales de los gases en el aire será igual a la presión atmosférica (PB). PB = P1 + P2 + P3 +...... O; PB = PN2 + PO2 + PH2O + PCO2
  11. 11. p1 p2 ptotal = p1 + p2
  12. 12. LEY DE BOYLE- MARIOTTE Cuando el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas es mantenida a temperatura constante, el volumen será inversamente proporcional a la presión: PV=K Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye; si la presión disminuye el volumen aumenta.
  13. 13.  12L de un gas soportan una presión de 1,2 atm. ¿Cuál será el volumen que ocupará esta misma masa de gas si, manteniéndose la temperatura constante, se la lleva a una presión de 1,8 atm?. P1 • V1 = P2 • V2 P1 = 1,2 atm 1,2 atm • 12L = 1,8 atm • X V1 = 12L X= 1,2 atm • 12L P2 = 1,8 atm 1,8 atm V2 = X X = 8L
  14. 14.  Una bolsa esta inflada. Tiene un volumen de 900 ml a una presión de 1 atm. ¿Qué presión se necesita para que un globo reduzca su volumen 200 ml? P1 • V1 = P2 • V2 P1 = 1 atm 1 atm • 900 ml = X • 700ml V1 = 900 ml X= 1 atm • 900ml P2 = X 700 ml V2 = 700 ml. X = 1.28 atm
  15. 15. LEY DE CHARLESo El volumen de una cantidad fija de gas mantenida a presión constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta.o Es decir: cuando aumenta la temperatura aumenta también el volumen.
  16. 16.  Un gas ocupa un volumen de 50L medidos a una temperatura de 20 ºC. ¿Qué volumen ocupará a 5 ºC, si la presión se mantiene constante?. V1 = 50L T1 = 20ºC + 273 = 293ºK V2 = X 50L X = T2 = 5ºC + 273 = 278ºK 293ºK 278ºK X = 47,44L
  17. 17.  Una muestra gaseosa tiene un volumen de 200 cm³ a 20 °C de temperatura. Calcular el volumen a 0 °C si la presión permanece constante. (Calcular el volumen en litros)V1 = 200 cm³ = 0.2 LT1 = 20ºC + 273 = 293ºKV2 = X 0.2L X =T2 = 0ºC + 273 = 273ºK 293ºK 273ºK X = 0.186L
  18. 18. LEY DE GAY - LUSSAC La presión de un gas que se mantiene a volumen constante, es directamente proporcional a la temperatura: Es por esto que para poder envasar gas, como gas licuado, primero se ha de enfriar el volumen de gas deseado, hasta una temperatura característica de cada gas, a fin de poder someterlo a la presión requerida para licuarlo sin que se sobrecaliente, y, eventualmente, explote.
  19. 19.  A 20 ºC una cierta masa de gaseosa soporta una presión de 8 atm. Si se la calienta hasta llegar a una temperatura de 80 ºC ¿cuál será la presión, suponiendo que el volumen permaneció constante?.P1 = 8 atmT1 = 20ºC + 273 = 293ºKP2 = X 8 atm. XT2 = 80ºC + 273 = 353ºK = 293ºK 353ºK X = 9.63atm.
  20. 20. LEY DE AVOGADRO Es aquella en el que las constantes son presión y temperatura, siendo el Volumen directamente proporcional al Número de moles (n)
  21. 21.  Un globo de helio se infla hasta tener un volumen de 2 litros, unos días después el volumen del globo es de 0.5 litros y según análisis habían 0.025 moles de helio, ¿Cuantas moles de helio habían en el globo recién inflado?, suponga que la presión y la temperatura al momento de hacer las mediciones eran las mismas. v1 = 2L. 2L. 0.5L n1 = X = X 0.025mol v2 = 0.5L. n2 = 0.025 X = 1mol.
  22. 22. p T n VBoyle aumenta constante constante disminuye V 1/pCharles constante aumenta constante aumenta T VAvogadro constante constante aumenta aumenta n V
  23. 23. LEY GENERAL DE LOS GASES Esta ley se relaciona con el volumen, temperatura y presión. Al relacionarlos, dan origen a una constante: la masa del gas no varía.
  24. 24.  Un gas a 30 ºC y 680 mmHg ocupa un volumen de 50L. ¿Qué volumen ocupará dicho gas en condiciones normales (p = 760 mmHg y T = 273 ºK) P1 = 680 mmHg V1 = 50L T1 = 30ºC + 273 = 303ºK P2 = 760 mmHg 680mmHg*50L 760mmHg * X = V2 = X 303ºK 273ºK T2 = 273ºK X = 40.3L
  25. 25. GAS IDEAL. Se define como gas ideal, aquel donde todas las colisiones entre átomos o moléculas son perfectamente elásticas, y en el que no hay fuerzas atractivas intermoleculares. Se puede visualizar como una colección de esferas perfectamente rígidas que chocan unas con otras pero sin interacción entre ellas. En tales gases toda la energía interna está en forma de energía cinética y cualquier cambio en la energía interna va acompañado de un cambio en la temperatura.
  26. 26.  Las leyes mencionadas pueden combinarse matemáticamente en la llamada ley de los gases ideales. Su expresión matemática es:
  27. 27. Donde: P=presión. V=volumen. N=numero de moles. T=temperatura. R es la constante de proporcionalidad. R se llama constante universal de los gases, porque experimentalmente se encontró que su valor es el mismo para todos los gases. El valor y las unidades de R dependen de las unidades de P, V y T.
  28. 28. DEMOSTRACION DE “R”.
  29. 29.
  30. 30.  PV n= RT
  31. 31. La masa molecular de helio es 4.00g/mol.m=n*masa molecularm=(1.066mol)(4.00g/mol.)= 4.26g

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