Tema 2 - OCW UPM

TEMA 2
CONCEPTOS BÁSICOS
Gases
ÍNDICE
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1.2.3.4.5.6.-
Leyes de los gases
Ley de Boyle – Mariotte
Ley de Charles - Gay Lussac
Principio de Avogadro
Ley de estado de los gases ideales
Aplicaciones
1. Leyes de los gases
 El comportamiento físico de un gas está determinado por
cuatro variables (denominadas variables de estado): presión
(P), volumen (V), temperatura (T) y número de moles del gas
(n).
 Ahora bien, estas variables no son independientes.
 La Presión que ejerce un gas sobre las paredes del recipiente
que lo contiene, el Volumen que ocupa, la Temperatura a
la que se encuentra y la cantidad de sustancia que contiene
(número de moles) están relacionadas.
 Las leyes de los gases se basan en observaciones
experimentales y describen el efecto, sobre el volumen de un
gas, de la modificación de una variable mientras se
mantienen constante las otras dos.
2. Ley de Boyle - Mariotte


La ley de Boyle - Mariotte
relaciona el volumen y la
presión de una cierta cantidad
de gas mantenida a temperatura
constante.
La ley dice que el volumen es
inversamente proporcional a la
presión manteniendo la
P
r
e
s
i
ó
n
temperatura constante:
1
V
P
P × V = cte
P1 × V1 = P2 × V2
Volumen
3. Ley de Charles y Gay-Lussac
 El volumen de los gases varía con la temperatura
 El volumen de un gas, a presión constante, es directamente
proporcional a la temperatura absoluta.
 La presión y la temperatura están relacionadas
 A volumen constante, la presión de un gas es directamente
proporcional a la temperatura absoluta del sistema.
V T
que es lo mismo que:
V = cte T (ºK)
4. Ley de Avogadro
 Hipótesis de Avogadro: En las mismas
condiciones de presión y temperatura volúmenes
iguales de gases diferentes contienen el mismo
número de moléculas.
 Ley de Avogadro: a una determinada
temperatura y presión el volumen de un gas es
directamente proporcional al número de moles.
V = constante × n
5. Ecuación de estado de los gases ideales


A partir de las Leyes de Boyle–Mariotte, Charles Gay Lussac y
Avogadro, se puede determinar la ecuación que relaciona estas
variables, conocida como ecuación de estado de los gases
ideales.
1
V 
P

V T

V n
1
V  T , n,
P
(constantes n y T) Ley de Boyle)
(constantes n y P) Ley de Charles)
(constantes T y P) Ley de Avogadro)

Agrupando
Es decir
PV=nRT

El valor de R (constante de los gases ideales) puede determinarse
experimentalmente y tiene un valor de (0,082 atm.L/K.mol ).
6. Aplicaciones

En condiciones de presión constante, una muestra de gas
hidrógeno con un volumen inicial de 9,6 L a 88ºC se enfría
hasta que se reduce el volumen a 3,4 L. ¿Cuál es su
temperatura final?

Al resolver ejercicios utilizando la ecuación

En las condiciones iniciales: P1 V1 = n RT1

En las condiciones finales: P2 V2 = n RT2
P V n RT  n R 

PV
PV PV
 1 1 2 2
T
T1
T2
Sustituyendo los valores tenemos:
9,6
3,4
3,4  361

 T2 
 127,8 K
273  88 T2
9,6