jueves, 14 de enero de 2016

Leyes de los Gases


Lo que tenemos que saber

 El comportamiento de los gases tiene que ver con la cantidad de un gas la cual se relaciona con el número total de moléculas que la componen.
Para medir la cantidad de un gas usamos como unidad de medida el mol.
Como recordatorio diremos que un mol (ya sea de moléculas o de átomos) es igual a:
1 mol de moléculas = 6,022•1023
1 mol de átomos =  6,022•1023

Ley de Avogadro
Esta ley relaciona la cantidad de gas (n, en moles) con su volumen en litros (L), considerando que la presión y la temperatura permanecen constantes (no varían).

El volumen de un gas es directamente proporcional a la cantidad del mismo.  
 Esto significa que:
·                     Si aumentamos la cantidad de gas, aumentará el volumen del mismo.
·                     Si disminuimos la cantidad de gas, disminuirá el volumen del mismo.


 podemos expresarlo en términos matemáticos con la siguiente fórmula:


 

Si dividimos el volumen de un gas por el número de moles que lo conforman obtendremos un valor constante.




 



x
En esta imagen se explica que entre mas gas mas volumen será requerido.











Ley de Boyle
Esta ley nos permite relacionar la presión y el volumen de un gas cuando latemperatura es constante.

La presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.
  En otras palabras:
·    Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
· Si la presión disminuye, el volumen aumenta.

Esto nos conduce a que, si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.
Matemáticamente esto es:

gases012

 lo cual significa que el producto de la presión por el volumen es constante.
La transformación es representada en la figura a continuación en un diagrama de presión por volumen:










Si tenemos un cierto volumen de gas (V1) que se encuentra a una presión P1. Si variamos la presión a P2, el volumen de gas variará hasta un nuevo valor V2, y se cumplirá:
gases013



 xEn esta imagen podemos ver expresada La ley de Boyle




Ley de Charles

Mediante esta ley relacionamos la temperatura y el volumen de un gas cuando mantenemos la presión constante.

El volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura del gas.

En otras palabras:
·   Si aumenta la temperatura aplicada al gas, el volumen del gas aumenta
·     Si disminuye la temperatura aplicada al gas, el volumen del gas disminuye.

 Si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen (V) y la temperatura (T) siempre tiene el mismo valor (K) (es constante).

 gases008

El gráfico de presión en función de la temperatura absoluta queda de la siguiente forma:




Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una temperatura T1. Si aumentamos la temperatura a T2 el volumen del gas aumentará hasta V2, y se cumplirá que:

 gases009


Ley de Gay Lussac
Establece la relación entre la presión (P) y la temperatura (T) de un gas cuando el volumen (V) se mantiene constante


La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura

Esto significa que:
·    Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.
·     Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.

Queda demostrado con la siguiente ecuación:

gases017 
supongamos que tenemos un gas, cuyo volumen (V) no varía, a una presión P1 y a una temperatura T1. Para experimentar, variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a P2, y tendrá que cumplirse la siguiente ecuación:

 gases018



 



*Debemos recordar, además, que esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta, y tal como en la Ley de Charles, las temperaturas han de expresarse en grados Kelvin.


Ley General de los Gases
Las leyes parciales analizada precedentemente pueden combinarse y obtener una ley o ecuación que relaciones todas las variables al mismo tiempo.
Según esta ecuación o ley general
gases021

Esto significa que, si tenemos una cantidad fija de gas y sobre la misma variamos las condiciones de presión (P), volumen (V) o temperatura (T) el resultado de aplicar esta fórmula con diferentes valores, será una constante.

Supongamos que tenemos una cierta cantidad fija de un gas (n1), que está a una presión (P1), ocupando un volumen (V1) a una temperatura (T1).
Estas variables se relacionan entre sí cumpliendo con la siguiente ecuación:
gases022
Donde R es una constante universal conocida ya que se puede determinar en forma experimental.
La misma fómula nos permite calcular el volumen molar de un gas (n):
p11_2006_001

A modo de experimento, a la misma cantidad fija de gas (n1) le cambiamos el valor a  alguna de las variables tendremos entonces una nueva presión (P2), un nuevo volumen (V2) y una nueva temperatura (T2).
Como ya conocemos le ecuación general colocamos en ella los valores de cada variable:
Según la condición inicial:
gases023
Según la condición final:
gases024
Vemos que en ambas condiciones la cantidad de gas (n1) es la misma y que la constante R tampoco varía.
Entonces, despejamos n1R en ambas ecuaciones:
gases025
 Ambos resultados deben ser iguales entre sí, por lo tanto:
gases026


Para ver de manera grafica estas leyes ingresa al siguiente vinculo demostracion grafica .




~En el siguiente video te mostramos y explicamos las leyes de los gases por medio de unos experimentos que nosotros realizamos.~




3 comentarios:

  1. el experimento ayuda a la comprensión del tema, buen trabajo.

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  2. La explicación de cada una de la leyes de los gases es buena al igual que su demostración.

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  3. Este comentario ha sido eliminado por el autor.

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