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Ley General De Los Gases
Ley de boyle-mariotteLey de charlesGay lussec
Ley de avogadro
LEY GENERAL DE LOS GASES
Es la ley de los gases que combina la Ley de Charles y Gay-Lussac, la ley de Boyle y la ley de avogadro. Estas leyes matemáticamente se refieren a cada una de las variables termodinámicas con relación a otra mientras todo lo demás se mantiene constante. La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética).
LA ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES
Fue Gay - Lussac quien unifico las tres leyes: la ley de Boyle Mariotte (a T cte) y las dos leyes de Gay Lussac (a P cte y a V cte), enunciando la ecuación general de los gases. Nos da la relación entre la presión volumen y temperatura de una determinada masa de gas. Esta ecuación general de los gases ideales globaliza las tres leyes estudiadas en una sola ecuación, que nos indica que:
La interdependencia de estas variables se muestra en la ley de los gases combinados, que establece claramente que:
La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante.
Esto matemáticamente puede formularse como:
donde:p es la presión medida en atmósferasV es el volumen medida en
centímetros cúbicosT es la temperatura medida en grados kelvinsk es la constante (con unidades de energía
dividido por la temperatura).
Derivación de los gases ideales
Ley de Boyle establece que el producto presión-volumen es constante:
Ley de Charles muestra que el volumen es proporcional a temperatura absoluta:
Ley de Gay-Lussac dice que la presión es proporcional a la temperatura absoluta:
Donde P es la presión, V el volumen y T la temperatura absoluta de un gas ideal.
La ley de los gases combinados se pueden utilizar para explicar la mecánica que se ven afectados de presión, temperatura y volumen. Por ejemplo: los acondicionadores de aire, refrigeradores y la formación de nubes.
Aplicaciones
AHORA VEREMOS LAS 4 LEYES DE
LOS GASES
Formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de los gases ideales que 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:
donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.
Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la constante para poder hacer uso de la ley.
LEY DE BOYLE-MARIOTTE
Si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:
• En donde:
Además si despejamos cualquier incógnita se obtiene lo siguiente :
video
Jacques Alexandre Charles (1746-1823), basándose en experiencias, demostró que todos los gases se dilatan por igual al aumentar la temperatura, pero Charles no publicó su trabajo y un poco más tarde, en 1802, Gay-Lussac repitió los experimentos de Charles y publicó las conclusiones. Por eso la ley lleva el nombre de los dos científicos. La experiencia demuestra que al calentar el gas encerrado en un recipiente, que mantiene la presión constante
LEY DE CHARLES-GAY LUSSAC
Se observan las siguientes variaciones en el volumen:T (K) V (l) 200 1,0 250 1,25300 1,5350 1,75400 2,0
A presión constante, el volumen que ocupa un gas es directamente proporcional a la temperatura.
V T = c o n s t a n t e
Gráfica del experimento de Charles-Gay-Lussac
•La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:•Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.•Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.
En 1787, el físico francés J. Charles propuso por primera vez la relación proporcional entre el volumen y la temperatura de los gases a presión constante.
Charles fue el inventor del globo aerostático de hidrógeno. como no publicó los resultados de sus investigaciones sobre gases, se atribuye también esta ley a gay-Lussac, quien comprobó el fenómeno en 1802.
A presión constante, el volumen se dobla cuando la temperatura absoluta se duplica.
Como se aprecia en la figura 1. A presión constante el volumen de un gas aumenta al aumentar la temperatura absoluta.
LEY DE CHARLES
Un tanque de 30 Its contiene un gas ideal con una masa de 5 moles a 27°C ¿A qué presión se encuentra el gas?
Datos Formula p=? PV=nrT
V=3OIts. n = 5 moles P=nrT/V T = 27°Cr=0.0821 (lts)(atm)/ °K molT=27+273°K=300°K
Desarrollo P=(5 mol)(0.082 (lts)(atm)/°K mol )(300°K ) / 30 lts = 4.105 atm
Problemas
Figura 1. A presión constante el volumen de un gas aumenta con la temperatura.
La expresión matemática de la ley de Charles es. V/T= k' k' es una constante.
EJEMPLOS
Amadeo Avogadro (1811) aventuró la hipótesis de que en estas circunstancias los recipientes deberían de contener el mismo número de partículas. En otras palabras, la hipótesis de Avogadro se puede enunciar:
"Volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de partículas, a la misma presión y temperatura"
LEY DE AVOGADRO
El volumen que ocupa un gas, cuando la presión y la temperatura se mantienen constantes, es proporcional al número de partículas nº de partículas y volumen.
ObjetivosComprobar la hipótesis de Avogadro.Manejar el concepto de molUtilizar los conceptos de densidad,
concentración y volumen molar de un gasDesde Avogadro hasta nuestros días, la palabra partícula se emplea para designar tanto átomos como moléculas.
Estos dispositivos contienen gases distintos: He, N2 y CO2 se encuentran en C.N.P.T
Investigaciones experimentales demuestran que a la presión de una atmósfera y a 273 ºK (C.N.P.T), un mol de cualquier gas ocupa un volumen de 22,4 litros.
Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del
siglo XIX, establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. Recuerda que la cantidad de gas la medimos en moles.
El gas confiado en un tanque de buceo, se encuentra a la presión manométrica de 2.21 atmosfera ala temperatura ambiente de 30 °C ¿Qué temperatura adquiere si se le somete a una presión manométrica de 3.1 atmosferas?
A. En grados Kelvin B. en grados centígrados Formula
Desarrollo
Datos T2= P2T T2= 3.1atm(303k)
T=30+273=303k P 2.21atm
P=3.1atm T2=425.02K
P2=2.21atm T2=425.02-273
T2=? T2=152.02 °C
Problema 2°
Mapa conceptualCombina las leyes
Ley de mariotte
Ley de avogadroCharles –gay
lussac
calculadas se refieren a cada una de las variables termodinámicas mientras todo lo demás es constante
Nos da la relación entre la presión
volumen y temperatura de una determinada masa
de gas
Se utiliza para explicar la mecánica que se ven afectados de presión, temperatura y volumen
EjemploLos acondicionadores de aire,
refrigeradores y la formación de nubes
El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas:• Si aumentamos la cantidad de gas, aumentará el volumen.• Si disminuimos la cantidad de gas, el volumen disminuye .
CONCLUSIÓN:Nosotros hemos llegado ala conclusión de que la ley general de los gases es la ley que combina las leyes de charles-gay lussac, avogadro, y marriote y que estas leyes calculadas se refieren a cada una de las variables termodinámicas mientras todo lo demás es constante y que estas nos da la relación entre la presión volumen y temperatura de una determinada masa de gas. Se utiliza para explicar la mecánica que se ven afectados de presión, temperatura y volumen. Por ejemplo: los acondicionadores de aire, refrigeradores y la formación de nubes.
