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LEYES DE LOS GASES LEYES P.V = n. R. T. Estados de la materia GAS LÍQUIDO SÓLIDO.

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1 LEYES DE LOS GASES LEYES P.V = n. R. T

2 Estados de la materia GAS LÍQUIDO SÓLIDO

3 Gases: Sustancia que existen en estado gaseoso en condiciones normales de T° (25 °C) y P. Vapor: forma gaseosa de toda sustancia que existe en estado líquido o sólido a T°amb y Patm.

4 Características de los gases: Partículas de un gas se mueven con total libertad y tienden a separarse, aumentando la distancia entre ellas hasta ocupar todo el espacio disponible. Adoptan la forma y ocupan el volumen del recipiente que los contiene. Partículas son independientes unas de otras y están separadas por enormes distancias con relación a su tamaño. Gran compresibilidad. Cuando están en el mismo recipiente se mezclan total y uniformemente. Sus densidades son < que la de los sólidos y líquidos. Incoloros en su mayoría, excepto: F 2, Cl 2 y NO 2. Partículas en constante movimiento recto. Cambian de dirección cuando chocan entre ellas y con las paredes del recipiente. Las colisiones son rápidas y elásticas. Los choques de las partículas del gas con las paredes del recipiente que lo contiene son los responsables de la presión que ejerce el gas sobre toda la superficie con la que entran en contacto.

5 Unidades de presión: Presión= Fza aplicada/área= 1N/m2=1 Pa Fza= masa x aceleración= 1Kg x m/seg2= 1 N Aceleración = velocidad/tpo = m/seg2 Presión atmosférica: fuerza que ejerce la atmósfera (moléculas del aire) sobre la superficie de la tierra. Depende de localización, T° y condiciones climáticas. Se mide con barómetro.

6 Leyes de los gases Modelo molecular para la ley de Avogadro Modelo molecular para la ley de Avogadro Modelo molecular para la ley de Avogadro Modelo molecular para la ley de Avogadro Ley de Avogadro Ley de Avogadro Ley de Avogadro Ley de Avogadro Ley de Boyle y Mariotte Ley de Boyle y Mariotte Ley de Boyle y Mariotte Ley de Boyle y Mariotte Ley de Charles y Gay-Lussac (1ª) Ley de Charles y Gay-Lussac (1ª) Ley de Charles y Gay-Lussac (1ª) Ley de Charles y Gay-Lussac (1ª) Ley de Charles y Gay-Lussac (2ª) Ley de Charles y Gay-Lussac (2ª) Ley de Charles y Gay-Lussac (2ª) Ley de Charles y Gay-Lussac (2ª) Teoría cinética de los gases Teoría cinética de los gases Teoría cinética de los gases Teoría cinética de los gases Modelo molecular para la ley de Boyle y Mariotte Modelo molecular para la ley de Boyle y Mariotte Modelo molecular para la ley de Boyle y Mariotte Modelo molecular para la ley de Boyle y Mariotte Modelo molecular para la ley de Charles y Gay-Lussac Modelo molecular para la ley de Charles y Gay-Lussac Modelo molecular para la ley de Charles y Gay-Lussac Modelo molecular para la ley de Charles y Gay-Lussac Ecuación general de los gases ideales Ecuación general de los gases ideales Ecuación general de los gases ideales Ecuación general de los gases ideales

7 Leyes de los gases Ley de Boyle y Mariotte : (V vs P a T°= cte) iles/gaslaw/boyles_law_graph.html Simulación de la experiencia de Boyle:

8 Leyes de los gases Ley de Boyle y Mariotte : El volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión que soporta (temperatura y cantidad de materia ctes). V α 1/P (T ctes) V = k/P

9 Leyes de los gases Ley de Boyle y Mariotte – Gráficas:

10 Leyes de los gases Ley de Charles y Gay Lussac (1°): P=cte efecto de la T° sobre el V. Simulación de la experiencia de Charles y Gay Lussac w/charles_law.html Ver video en es/index.html

11 Leyes de los gases El volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta (a presión y cantidad de materia constantes). V α T (a n y P ctes) V = k.T Ley de Charles y Gay Lussac (1°): La T° debe estar en K. El kelvin es la unidad de temperatura de la escala creada por William Kelvin sobre la base del grado Celsius. Es una de las unidades del Sistema Internacional de Unidades.temperaturagrado CelsiusSistema Internacional de Unidades Su importancia radica en el 0 de la escala kelvin denominado 'cero absoluto' (273,15 °C) y corresponde al punto en el que las moléculas y átomos de un sistema tienen la mínima energía térmica posible. Ningún sistema macroscópico puede tener una temperatura inferior. A la temperatura medida en kelvin se le llama "temperatura absoluta", y es la escala de temperaturas que se usa en ciencia, especialmente en física o química.cero absolutomoléculasátomosenergía macroscópicofísicaquímica donde k=nR/P

12 Leyes de los gases Ley de Charles y Gay Lussac (1°) :

13 Leyes de los gases A P=1 atm y T°= 273 K, V=22.4 l para cualquier gas. El volumen se hace cero a 0 K Ley de Charles y Gay Lussac (1°): El volumen de un mol de cualquier sustancia gaseosa es 22,4 l en condiciones normales de presión y temperatura

14 Leyes de los gases Ley de Charles y Gay Lussac (1°) – Gráfica:

15 Leyes de los gases La presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta (a volumen y cantidad de materia constantes). P a T (a n y V ctes) P = k.T P (atm) T (K) Ley de Charles y Gay Lussac (2°) : donde k=nR/V

16 Leyes de los gases Ley de Charles y Gay Lussac (2°) :

17 Leyes de los gases Ley de Avogadro El volumen que ocupa un gas, cuando la presión y la temperatura se mantienen constantes, es proporcional al número de partículas. V α n (a T y P ctes) V = k.n V (L) n donde k=RT/P

18 Leyes de los gases Ley de Avogadro Volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de partículas (moléculas o átomos) y la presión y temperatura se mantienen constantes. n1 = n2 (a T, P y V ctes) N A = 6, moléculas en un mol de moléculas o átomos en un mol de átomos. mol: unidad que se utiliza para determinar cant. de sustancia o partículas.

19 Leyes de los gases SIMULADOR LEYES GASES (a) Al aumentar la presión a volumen constante, la temperatura aumenta (b) Al aumentar la presión a temperatura constante, el volumen disminuye (c) Al aumentar la temperatura a presión constante, el volumen aumenta (d) Al aumentar el número de moles a temperatura y presión constantes, el volumen aumenta SIMULADOR LEYES GASES

20 Combinación de las tres leyes: Charles: V ~ T si n y P= ctes Avogadro: V ~ n si P y T= ctes Ley de los gases ideales: PV = nRT n = 1 mol P = 1 atm V = 22,4 lt T = 273° K R = atm lt/ °K mol R = 8.31 J/°K mol= cal/°Kmol Leyes de los gases Ecuación general de los gases ideales T P.V = T´ P´. V´ Boyle: V ~ 1/P si n y T= ctes R es la cte de proporcionalidad, constante de los gases y se calcula: = V ~ P R n T P n T Para dos condiciones diferentes del mismo gas:

21 Teoría cinética de los gases. Modelo molecular Teoría cinética de los gases. Modelo molecular: Los gases están constituidos por partículas (átomos o moléculas) separadas por espacios vacíos. Las partículas de un gas están en constante movimiento en línea recta, al azar en todas la direcciones. El volumen total de las partículas de un gas es muy pequeño (y puede despreciarse) en relación con el volumen del recipiente que contiene el gas. Las partículas de un gas chocan entre sí y con las paredes del recipiente que lo contiene. Estos choque son elásticos, es decir, las partículas no ganan ni pierden energía cinética en ellos. La presión del gas se produce por las colisiones de las partículas con las paredes del recipiente. La energía cinética de las partículas aumenta con la temperatura del gas. Las fuerzas atractivas y repulsivas entre las partículas se pueden considerar despreciables. Teoría cinética de los gases Entre 1850 y 1880 Clausius y Boltzmann desarrollaron esta teoría, basada en la idea de que todos los gases se comportan de forma similar en cuanto al movimiento de partículas se refiere. Boltzmann Clausius

22 Modelo Molecular para la Ley de Avogadro V = K n (a T y P ctes) La adición de más partículas provoca un aumento de los choques contra las paredes, lo que conduce a un aumento de presión, que desplaza el émbolo hasta que se iguala con la presión externa. El proceso global supone un aumento del volumen del gas. Teoría cinética de los gases

23 Modelo Molecular para la Ley de Boyle y Mariotte V = K 1/P (a n y T ctes) El aumento de presión exterior origina una disminución del volumen, que supone el aumento de choques de las partículas con las paredes del recipiente, aumentando así la presión del gas. Teoría cinética de los gases

24 Modelo Molecular para la Ley de Charles y Gay-Lussac V = K T (a n y P ctes) Al aumentar la temperatura aumenta la velocidad media de las partículas, y con ello el número de choques con las paredes. Eso provoca un aumento de la presión interior que desplaza el émbolo hasta que se iguala con la presión exterior, lo que supone un aumento del volumen del gas. Teoría cinética de los gases

25 Un gas queda definido por cuatro variables: Cantidad de sustancia: n Volumen: V Presión: P Temperatura: T° moles lt, m 3, … atm, mm Hg, Pa, bar °K Unidades: 1 atm = 760 mm Hg = 760 torr = 1,01325 bar = Pa °K = ºC lt = 1dm 3 Medidas de los gases

26 T P.V = T´ P´. V´ finfin


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