Leyes de los gases
Condición normal de la temperatura 0ºC. Condición normal de la presión 760mm de Mercurio
De Kelvin a Celsius tºc= (T - 273) ºC
De Celsius a Kelvin tºK= (t+ 273) ºK
De Fahrenheit a Celsius =_______tº_________=___ 100ºC____
tº F - 32º F 180ºF
Idem ºC a ºF
La presión : se mide en mm de mercurio(mmHg). Como 1033g/cm 3 es la presión ejercida por 76 cm de mercurio.1 atmósfera = 760mm de Hg = 1033g/cm 3
1 Milibar = 0.75 mm de Hg
Pascal = N /m2
1 atmósfera=101325 Pa
Relaciona el volumen de un gas con la presión cuando la temperatura es constante
1 atmósfera .12 litros = 2 atmósferas. 6 litros = 3atmósferas . 4 litros = 4atm. 3l
El volumen de un gas a temperatura K es inversamente proporcional a la presión de ese gas |
| V1 . P1 = V2 . P2 |
P1/P2 = V2/V1 |
| El coeficiente de dilatación de todos los gases a presión K, tiene el mismo valor |
α =Vf - V0
________
V0.∆T
α = 1 / 273ºC
α = 0,0036 . 1 / ºC
Es decir, si el volumen de un gas a 0ºC es V0, este volumen varía V0 . 1 / 273 por cada grado que varía la temperatura,manteniendo constante la presión.
Fórmula que permite hallar el Volumen final de un gas si se conoce el volumen a 0ºC y la variación de la temperatura
Transformación isobárica
| Vf=Vo(1+ α.∆T) |
Transformación isocórica
Transformación de la presión de un gas al ser calentado dejando K el volumen
β =Pf - P0
_____
P0.∆T
Cálculo de la presión final de un gas en una transformación isocórica
Pf= Po(1+ β.∆T)
Si un gas se halla a 0ºC y lo enfríamos dejando K la presión , su volumen disminuíra 1 / 273 del volumen
que el gas tenía a 0ºC por cada grado que disminuya la temperatura.
A la temperatura -273ºC que el hombre aunque se aproximó mucho no alcanzó todavía, se lo llama
cero absoluto. En él , el volumen no se anula sino que desaparece la energía cinética de las moléculas del
gas.
Temperatura absoluta
Temperatura medida desde erl cero absoluto, se expresa en Kelvin.
| Escala CELSIUS | Escala KELVIN |
0ºC | 0ºC+ 273ºC= 273K |
| 17ºC | 17ºC+ 273ºC =290K |
| -3ºC | -3ºC+ 273ºC = 270ºK |
| -273ºC | -273ºC+ 273ºC= 0ºK |
Temperatura absoluta
| T= t + 273 |
Primera ley de Gay-Lussac-Charles
A presión constante
Vf= Vo.T |
A presión constante, los volúmenes de una masa gaseosa son directamente proporcionales a las temperaturas absolutas
A presión constante
V 1= T1
__ ___
V2 T2
Segunda ley de Gay-Lussac-Charles
A volumen constante
P1= T1
__ ___
P2 T2
Si el volumen de un gas permanece constante,las presiones del gas son directamente proporcionales a las temperaturas absolutas.
Ejercicio
Un gas en un recipiente de 25 dm3 y a 5 atm, sabiendo que el proceso es hizotérmico (temperatura K)
Calcular el volumen de ese gas a 1 atm.
V1 = 25dm3 = 25 litros V2 = X
P1= 5 atm. P2 = 1 atm.
P1V1 = P2 V2
5 átm . 25 l = 1atm. xl
125 ÷ 1 = 125 litros ó 125 dm3
Ley de Boyle y Mariotte
b) Calcular la temperatura del gas que alcanzaría, si hizobaricamente logra alcanzar un volumen de 40 dm3
V1 = 5 dm3 V2=40dm3
T1=25ºC T 2= x
T1= 25ºC+ 273=298K
V 1= T1 1 5 dm3= 298ºk
__ ___ ___ ______
V2 T2 40dm3 x k
(40 dm3.298 ºK)/ 15dm3 = 794,6K (Escala Kelvin)
794,6K - 273K = 521,6ºC
Ley general se usa cuando no hay constante (K)
P1.V1 =P2.V22
V1=100dm3 V2= 30dm3
T1= 20ºC T2= x
20ºC + 273ºC = 293K
P1=1atm. P2= 0.8 atm.
V1. P 1 = V.P
______ ______ (100dm3.1 atm) / 293k = (0,8 . 30) / x
T1 T
100 / 293 = 24 / x
293 . 24
____________ = 70.3
100
= T270º18'
Ecuación general de un gas
El valor de la constante para cualquier gas se designa con la letra R y se denomina constante universal
de los gases.
En condiciones normales de temperatura y presión un gas tiene los siguientes valores
| V0= 22,4 l ? volumen molar del gas |
| P0= 1 atmósfera |
| T0= 273 kelvin |
R=( 0.082 litro . atmósfera) / mol . K |
P.V= n.R.T n= nro de moles |
Si tenemos gramos de sustancia g(gramos) = b.M( masa de un mol de molécula)
| n=(g /M) . R.T |
1)En un recipiente hay 190 l de 1 gas a 77ºC y 750mm Hg de presión .Hallar su volumen en condiciones normales
V1. P 1 = V.P
______ ______
T1 T
Se despeja
V = V . P . T1
______________
T . P1
Reemplazando
V = 190 l . 750mmHg.273K
_________________________
350K . 760mmHg
V= 146,25 l
Gases ideales
El gas ideal o perfecto es el gas que cumple exactamente las leyes de Boyle y Mariotte y de Charle-Gay y Lussac.
Gases reales
Los gases reales no cumplen con exactitud las leyes de los gases ideales,cumplen estas leyes con cierta aproximación y solamente a presiones muy bajas y a temperaturas algo elevadas.
A presiones altas y a bajs temperaturas los gases se apartan del comportamiento ideal.
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