Mapa conceptual de los Gases

En este mapa conceptual mostramos como esta ordenada toda la información tal y como la pusimos en el blog.

LEY DE GASES IDEALES

El Principio, hipótesis o la ley de Avogadro establece :

"Volúmenes iguales de diferentes gases bajo las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas"

La ecuación general de los gases ideales es:

                                                                       PV=nRT

Donde:

P= Presión

V= Volumen

n= Cantidad de substancia ( Número De Moles )

R= Contante Universal De Los Gases

T= Temperatura

Las ecuaciones que describen las diversas leyes de los gases son expresiones matemáticas exactas. Las medidas de volumen, prensión y temperatura más precisas que las de Boyle y Charles muestran que lo gases sólo  se aproximan al comportamiento expresado en las ecuaciones. Los gases apartan completamente de este comportamiento ideal cuando se encuentran a presiones elevadas o a temperaturas cercanas al punto de ebullición de los líquidos correspondientes. Por lo tanto, las leyes de los gases describen con precisión el comportamiento real de un gas solamente a bajas presiones y a temperaturas muy superiores al punto de ebullición de la substancia en cuestión.

    

LEY GENERAL DEL ESTADO GASEOSO (COMBINADA)

Según una regla de proporcionalidad, si una cantidad es independientemente al producto de las dos restantes.

La ley general des estado gaseoso es una combinación de las leyes del Boyle, Charles y Gay-Lussac.

P1V1/T1= P2V2/T2

Video Leyes de los Gases

En este breve video se nos menciona lo que hemos estado revisando a cerca de las leyes de los gases, aunque aun nos faltaría revisar 2 leyes más.

Ley de Gay Lussac

"La presión y la temperatura absoluta de un gas a volumen constante, guardan una relación proporcional".

Esta relación fue determinada originalmente por G. Amonton, quien en 1703 fabricó un termómetro de gas basado en este principio. No obstante, por los estudios que realizó Gay- Lussac en 1802, la ley lleva su nombre.

La figura 1. Ilustra la ley de Gay Lussac. En un recipiente rígido  a volumen constante, la presión se dobla al multiplicar la temperatura absoluta.

La expresión matemática de esta ley es:
P/T= K``
P1/T1 =P2/T2

Ley de Charles

Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante

En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.

El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas: •Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta. •Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye.

¿Por qué ocurre esto?

Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).

Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene el mismo valor.

Matemáticamente podemos expresarlo así:

(el cociente entre el volumen y la temperatura es constante)

Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V₁ que se encuentra a una temperatura T₁ al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V₂, entonces la temperatura cambiará a T₂, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Charles.

Esta ley se descubre casi ciento cuarenta años después de la de Boyle debido a que cuando Charles la enunció se encontró con el inconveniente de tener que relacionar el volumen con la temperatura Celsius ya que aún no existía la escala absoluta de temperatura.

LEY DE BOYLE-MARIOTTE

En 1660 Robert Boyle encontró una relación inversa entre la presión y el volumen de 

un gas cuando su temperatura se mantiene constante.

La expresión matemática de la ley de Boyle indica que el producto de la presión de 

gas por su volumen es constante: 

PV=K

P1V1=P2V2

Como muestra la figura 1, Cuando se somete un gas a una presión de 4 atmósferas

el volumen del gas disminuye. Por lo tanto, A mayor presión Menor volumen.

                  Figura 1. Gas sometido a presión de 4 atmósferas

En la figura 2, se observa que cuando se disminuye la presión a 1 atmósfera, el 

volumen aumenta, debido a que los gases son compresibles. Por lo tanto A menor 

presión Mayor volumen.

Figura 2. Gas sometido a presión de 1 atmósfera.

Entonces, Qué y Cuales son las Variables Fundamentales?

Unidades Físicas:

Presión: se define como la fuerza aplicada por unidad de área
P=F/A
Donde:
P= presión
F=fuerza
A=área

Volumen: se define como el espacio ocupado por  un cuerpo.

Temperatura: Es  una propiedad de los sistemas que nos indican cuando dos sistemas han alcanzado el equilibrio térmico. Para el modelo de gases ideales, la temperatura se define como la medida de la energía cinética promedio que tienen las partículas de un sistema.

Unidades Químicas:

Mol
Unidad de medida (SI) de la cantidad de sustancia (n)
Un mol se define como la unidad de cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales como
átomos que hay en 0.012 kg de carbono 12.

Pero, ¿ Cuantos átomos hay en 12 g de C 12?

6.022x1023 átomos 

A este número se le conoce como Número de Avogadro en honor al Químico Italiano Amadeo Avogadro.

Ahora, que ya conocemos las variables fundamentales, podemos partir de ahí para abrogar: “Las leyes de los gases”.

Deducir las leyes de los gases a partir de una Teoría... (Cinética Molecular claro está)

Si tenemos aislada una cierta cantidad de gas, podemos medir su masa, el volumen de espacio que ocupa, su presión contra las paredes del recipiente, y su temperatura. Podemos medir también la velocidad con que se difunde (una de las características de los gases que ya habíamos explicado con anterioridad), a través de un orificio hacia otro recipiente. Mostraremos como podemos deducir las leyes a partir de una teoría que afirma que la materia consiste en moléculas de movimiento.

Es decir, las variables que describen el comportamiento de una cantidad de masa dada de gas son presión, volumen y temperatura.