lunes, 18 de junio de 2012

Leyes de los Gases















Concepto de Gas Ideal

Ecuación de los Gases Ideales



Ya hemos visto que el volumen de un gas depende de la temperatura y la presión a la que se encuentra, de forma que al aumentar la temperatura aumentará su volumen (ley de Charles y Gay-Lussac) y al aumentar la presión el volumen disminuirá (ley de Boyle-Mariotte). Está claro que también dependerá de la cantidad de gas que tengamos: si aumentamos la cantidad de gas, debe aumentar su volumen.
    Pero la cantidad de gas que influye no es su masa, sino las moléculas de gas presentes: el número de moles: un mol de gas a 0 ºC y una atmósfera de presión ocupa siempre 22'4 litros, dos moles 44'8 litros etc. Por la ley de los gases sabemos que:
    Si tenemos un mol de gas a 0 ºC (273 K) y 1 atmósfera de presión, ocupa siempre 22'4 l, por lo que sustituyendo en la ecuación anterior nos queda:
    Ese número se denomina constante de los gases ideales y se designa por la letra R. Podemos escribir entonces: y pasando T al otro miembro de la igualdad . Y, si indicamos por n el número de moles: . Ecuación esta última que se conoce como ecuación de los gases ideales. Puedes ver el comportamiento de los gases ideales aquí.
Ejemplo 1
    ¿Qué volumen ocuparán 3 moles de gas a 300 K y 2 atm de presión?
Sustituyendo en la ecuación de los gases ideales , quedará la ecuación: 2*V = 3*0'082*300, ya que R vale 0'082. Multiplicando en el segundo miembro de la igualdad quedará 2*V = 73'8, y pasando el 2 dividiendo: V = 31'9 litros.
Ejemplo 2
    ¿Cuántos moles de gas serán necesarios para que a 27 ºC y 2 atm ocupen un volumen de 22'4 litros.
    En primer lugar habremos de pasar la temperatura a Kelvin, sumando 273: T=27+273=300 K. Podemos ya sustituir en la ecuación de los gases ideales: 22'4*2=n*0'082*300. Multiplicando en ambos miembros quedará 44'8=24'6*n, y pasando 24'6 dividiendo, n=1'82 moles.

El Gas Ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística.
En condiciones normales tales como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comportan en forma cualitativa como un gas ideal. Muchos gases tales como el aire, nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, gases nobles, y algunos gases pesados tales como el dióxido de carbono pueden ser tratados como gases ideales dentro de una tolerancia razonable.Generalmente, el apartamiento de las condiciones de gas ideal tiende a ser menor a mayores temperaturas y a menor densidad ya que el trabajo realizado por las fuerzas intermoleculares es menos importante comparado con energía cinética de las partículas, y el tamaño de las moléculas es menos importante comparado con el espacio vacío entre ellas.