CALOR, TEMPERATURA Y EL ESTADO GASEOSO

ESTADO GASEOSO Los cuerpos se caracterizan porque la fuerza de expansión es mayor que la de cohesión.

TEORÍA CINÉTICO MOLECULAR: Significa movimiento de las moléculas. Las moléculas de los cuerpos en estado sólido, líquido o gaseoso no están quietas, sino en movimiento desordenado, chocando unas con otras, cambiando de dirección y de velocidad, pero siempre en línea recta. El movimiento de las moléculas se denomina cinético-molecular.

Los postulados de la teoría cinético molecular son: Todos los gases están formados por moléculas: (CO2) ó átomos (He). Las moléculas están ampliamente separadas entre sí por espacios vacíos llamados intermoleculares; por lo que el volumen real (solo de las moléculas), es muy pequeño comparado con el volumen total del gas (moléculas más espacios intermoleculares). Las moléculas de los gases no sufren atracción entre ellas, se mueven en cualquier dirección pero en línea recta y alta velocidad. Los choques de las moléculas son elásticos lo que significa que no pierden energía cinética , aunque puede existir transferencia de energía entre las moléculas que se colisionan. Cuando las moléculas de un gas chocan contra las paredes del recipiente que los contiene produce un empuje hacia afuera y si se suman todos los empujes sobre la unidad de área de la pared del recipiente se obtiene la presión del gas . Presión del gas es el resultado del choque o bombardeo de las moléculas del recipiente queriendo escapar. La velocidad de las moléculas aumenta cuando la temperatura, también aumenta ; pero a una determinada temperatura, la energía cinética media de todas las moléculas del gas es la misma.

Adoptan la forma y el volumen del recipiente que los contienen. PROPIEDADES DE LOS GASES Adoptan la forma y el volumen del recipiente que los contienen. Debido a la gran cantidad de fuerza de expansión que tienen las moléculas tratan de ocupar todo el volumen posible y tomar la forma del recipiente donde se encuentran. 2. Son comprensibles. Tomando en cuenta que los espacios intermoleculares son amplios, es posible acercar las moléculas entre si mediante la presión y puede transformarse en sólido o líquido. Por ejemplo el CO2 3. Se difunden: Los gases se mezclan entre si fácilmente. Por ejemplo un perfume en una habitación 4. Se dilatan: Cuando se aumenta la temperatura la velocidad de las moléculas de un gas también aumenta. Por ejemplo si se deja un globo de carnaval a medio inflar pasadas las horas y por efecto del sol el globo aumenta el volumen; lo mismo ocurre con los neumáticos.

PRESIÓN.- es la fuerza ejercida en una unidad de área. P = f . a TERMINOLOGÍA PRESIÓN.- es la fuerza ejercida en una unidad de área. P = f . a PRESIÓN ATMOSFÉRICA.- es la presión que ejercen los gases en la atmósfera ATMÓSFERA.- es la presión ejercida por una columna de mercurio de 760 mm. A 0oC y 0 m.s.n.m. (m.s.n.m= metros sobre el nivel del mar) VOLUMEN.- es el espacio ocupado por un gas (es la suma de los espacios intermoleculares y moléculas). COVOLUMEN.- es el espacio ocupado solo por las moléculas del gas. GAS IDEAL.- Es el gas que cumple exactamente las leyes establecidas por los gases, un gas donde las fuerzas de repulsión o atracción entre las moléculas no existe o por lo menos no actúan y en el cual el volumen real de las moléculas es insignificante. Esto se da si la presión es alta y la temperatura es baja; por lo que intervienen otras fuerzas. CALOR.- Es la transferencia de energía de un cuerpo o sistema de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Las unidades de medida son la kilocaloría y caloría. CALORÍA.- es la cantidad de calor que se requiere para elevar a 1OC, 1 cc de agua y una presión de 0 atmósferas. TEMPERATURA.-es la medida de intensidad de calor o la energía térmica que tiene un cuerpo. CERO ABSOLUTO.- corresponde a - 273 o C , y es la mínima temperatura que puede medir un termómetro. DENSIDAD: es la masa de un cuerpo por unidad de volumen d = m V - LONGITUD= Dimensión de una línea o de un cuerpo considerando su extensión en línea recta.

CALOR ES LA ENERGÍA TRANSFERIDA ENTRE DOS CUERPOS EN INTERACCIÓN DEBIDO A QUE EXISTEN DIFERENCIA DE TEMPERATURA ENTRE LOS DOS. UNIDAD DE MEDIDA = JOULE (j) 1kcal = 1000 cal 1cal = 4.18 j 1kcal = 4186j KILOCALORÍA: cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de un kilogramo de agua destilada en un grado centígrado. CALORÍA: cantidad de calor necesario para elevar la temperatura en un gramo de agua .

El valor de cal. o kcal en joules (julios) se llama equivalente mecánico de calor DILATACIÓN DE LOS CUERPOS SÓLIDOS Dilatación significa extender, alargar, hacer mayor una cosa. Los cuerpos se dilatan por el calor y se contraen cunado se enfrían Todo cuerpo cuando se lo calienta, es decir, se eleva la temperatura aumenta sus dimensiones , en otras palabras, se dilata

DILATACIÓN LINEAL Es el aumento de longitud (L) que se produce por el aumento de temperatura Lo T L = VARIACIÓN L = L-Lo L = α Lo T

JUNTAS DE DILATACION JUNTAS DE DILATACION SE DENOMINAN A LOS ESPACIOS VACIOS QUE SE SEPARAN DOS ESTRUCTURAS, BLOQUES, O RIELES DE FERROCARRIL Y OTROS CALORIMETRIA: permite determinar el calor específico o calor de combustión de una sustancia, mediante el calor intercambiado entre dos cuerpos

TEMPERATURA ES LA ENERGÍA CALORÍFICA PROMEDIO DE UN GRUPO DE PARTÍCULAS QUE FORMAN A UN CUERPO Las escalas de mayor significancia son: la Celcius y Kelvin (SI).

Escalas absolutas: oK , O R Escalas relativas: oC, oF, oRem LAS CONSTANTES DE LAS QUE DEPENDE UN GAS SON: VOLUMEN, PRESIÓN Y TEMPERATURA ESCALAS TERMOMÉTRICAS Escalas absolutas: oK , O R Escalas relativas: oC, oF, oRem   oC oK oF oR oRem    Punto de ebullición…… 100 373 212 672 80   Del agua   Punto de congelación... 0 273 32 492 0 Del agua    Cero absoluto…… 273 0 -460 0 -80 IGUALDAD: 5OC = 50K = 9OF = 9OR = 40Rem

OC A OK OK = OC + 273 OK A OC OC = OK - 273 OF A OC OC = 5 (OF-32) 9 OC A OF OC = 9 OC+32 5 OF A OR OR= OF + 460 OR A OF OF= OR -460 OC A ORem ORem = OC 4 ORem A OC OC = ORem 4

  Nota: La escala Remur en la actualidad ya está en desuso. Si se divide el punto de ebullición por el respectivo punto de congelación de las diferentes escalas termométricas se puede tener una IGUALDAD, que puede ser aplicable para resolver ejercicios mediante el MÉTODO DEL FACTOR DE CONVERSIÓN oC oK oF oR oRem 100 373 212 672 80 0 273 32 492 0 100 = 100 = 180 = 180 = 80 m.c.m = 20 5OC = 50K = 9OF = 9OR = 40Rem

LEYES DE LOS GASES: LEY DE BOYLE MARIOTTE: “cuando la temperatura permanece constante los volúmenes de los gases son inversamente proporcionales a las presiones”, es decir, que si la presión aumenta, el volumen disminuye.   LEY DE JACQUES CHARLES I: “cuando la presión se mantiene, constante los volúmenes de los gases son directamente proporcionales a las temperaturas ABSOLUTAS”, es decir, que si la temperatura aumenta, el volumen también aumenta. Esta ley se fundamenta en que todo cuerpo o materia por acción de calor se dilata. LEY DE CHARLES II: Una molécula de cualquier gas que se encuentre en condiciones normales esto es: a 0oC y a una atmósfera de presión ocupará siempre un volumen de 22,4 l. llamado volumen molar, lo que varía es la masa molecular de las moles, más no el volumen que será igual para todos ellos. LEY DE GAY LUSSAG: “cuando el volumen se mantiene constante, las presiones que ejercen los gases son directamente proporcionales a sus temperaturas ABSOLUTAS”, de manera que si la temperatura aumenta, la presión también aumenta. LEY COMBINADA: se obtiene relacionando las tres constantes físicas de las que depende un gas. LEY ECUACIÓN GENERAL DE ESTADO:       

LEY DE LAS PRESIONES PARCIALES DE DALTON: “la presión total de una mezcla gaseosa es igual a la suma de las presiones parciales de los gases que la componen”   8. LEY DE GRAHAM O DIFUSIÓN DE LOS GASES: relaciona la velocidad de difusión con el peso molecular o con la densidad. O también relaciona el tiempo con la densidad o peso molecular. Esta ley se fundamenta en la gran cantidad de energía cinética que poseen las moléculas que comienzan un intercambio desordenado, este fenómeno se llama difusión. “En las mismas condiciones de presión y temperatura, la velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su peso molecular”. En las mismas condiciones de presión y temperatura la velocidad de presión y temperatura, la velocidad de difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su densidad”. “En la difusión de los gases, los tiempos son directamente proporcionales a las raíces cuadradas de las densidades o de los pesos moleculares”.

Unidad de medida es la Atmósfera 1 Atm = 76 cm Hg 1At= 760 mm Hg MEDICIÓN DE LA PRESIÓN DE LOS GASES Presión= fuerza ejercida por un gas en una unidad de área P= fuerza/área P = g/cm cuadrado Unidad de medida es la Atmósfera 1 Atm = 76 cm Hg 1At= 760 mm Hg 1at= 14,7 lb/pulg cuadrada

GAS REAL es un gas que está a baja temperatura Y elevada presión al punto próximo de condensación.