TEMA 3.9 LEY DE LOS GASES
Gas ideal Idealización del comportamiento de los gases reales aunque en algunas condiciones de presión y temperatura es aceptable. Un gas ideal es aquel que se comporta de acuerdo a las leyes de Robert Boyle-Mariotte, Jaques Charles, Gay Lussac, Joule y Amadeo Avogadro.
Ley de Boyle- Mariotte 1627-1691 Evolución reversible de un sistema termodinámico que transcurre a temperatura constante Las isotermas de un gas ideal en un diagrama P-V, llamado diagrama de Clapeyron, son hipérbolas equiláteras, cuya ecuación es P•V = C.
Gráfica de la ley Boyle-Mariotte P [Pa] V [m3] isoterma
Ley de Jacques Alexander Charles 1746-1823
Gráfica de la ley de Charles P [Pa] V [m3] isobara
Ley de Louis Joseph Gay Lussac 1778-1850
Gráfica de la ley de Gay Lussac P [Pa] V [m3] isocora
Ley de Amadeo Avogadro 1776-1856 Gases ideales a igual temperatura y presión ocuparán volúmenes iguales y tendrán igual número de moléculas. NA= 6.022x1023 = número de moléculas
P [Pa] 1 2 3 V [m3]
Ley del gas ideal Ř = constante universal de los gases Ř= 8.3145 J / K mol Ř=0.08205 Latm/Kmol
Ley de James Prescott Joule 1818-1889 La energía interna de los gases depende exclusivamente de la temperatura absoluta.
Ejemplo 1 2 kg de un gas efectúan un proceso partiendo de un estado inicial en el que la presión es 1bar, el volumen 0.2m3 y la temperatura 300K; hasta su estado final en el que la presión es 4bar y el volumen 0.15m3. Encuentra Tfinal y R del gas.
Ejemplo 2 Un tanque contiene 138g de oxígeno gaseoso (O2) a 6 bar manométricos y 298K, tiene una válvula de seguridad que abre cuando la presión alcanza los 10bar man. a) ¿Cuál es el volumen del tanque? b) ¿A qué temperatura llegará el oxígeno cuando abra la válvula? Patm=1.01bar y Ru=8.3145J/Kmol