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Universidad del valle de Guatemala Fisica 2 Sofia Pallais Cristian Chau Erika Esquinca Amanda Zepeda Luisa Tovar Joshua Emma Termodinamica

Ley de los Gases Ideales La ley de los gases ideales es la ecuaciĂłn de estado del gas ideal, un gas hipotĂŠtico formado por partĂ­culas puntuales, sin atracciĂłn ni repulsiĂłn entre ellas y cuyos choques son perfectamente elĂĄsticos. La energĂ­a cinĂŠtica es directamente proporcional a la temperatura en un gas ideal. Los gases reales que mĂĄs se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatĂłmicos en condiciones de baja presiĂłn y alta temperatura. PresiĂłn en atm

Volumen en litro

Temperatura en kelvin

Numero de moles

R constante R= 0.082 (atm.L.)/(K*mol)

Velocidad media o promedio, Velocidad eficaz o velocidad cuadrĂĄtica media y Explicar cĂłmo es la energĂ­a cinĂŠtica en los gases

Sustituyendo en: pV=Nm��2 Sabiendo que:  No hay una diferencia real entre las direcciones x, y, z.  Las molÊculas se mueven a tal rapidez que la gravedad no las afecta La velocidad media es igual a: 2 ���� 2 ����� = 3

Obtenemos:

2 đ?‘ đ?‘šđ?‘Łđ?‘šđ?‘’đ?‘‘ 2

pV=

3 1

1

2 =3 đ?‘ [2 đ?‘šđ?‘Łđ?‘šđ?‘’đ?‘‘ ]

2 Donde đ?‘šđ?‘Łđ?‘šđ?‘’đ?‘‘ es la 2 energĂ­a de traslaciĂłn media de una sola molĂŠcula.


La multiplicaciĂłn de la energĂ­a de traslaciĂłn media por el N nĂşmero de molĂŠculas es la energĂ­a cinĂŠtica aleatoria total Ktr asociada solo al movimiento de traslaciĂłn. Se obtiene: pV=2/3Ktr Al igual esta ecuaciĂłn con la ecuaciĂłn de los gases ideales se obtiene: 3đ?‘›đ?‘…đ?‘‡ đ??žđ?‘Ąđ?‘&#x; = 2 La energĂ­a es directamente proporcional a la temperatura

La energĂ­a cinĂŠtica de traslaciĂłn media de una molĂŠcula se obtiene dividiendo por el nĂşmero N de molĂŠculas (N = n NA) 2 đ??žđ?‘Ąđ?‘&#x; đ?‘šđ?‘Łđ?‘šđ?‘’đ?‘‘ 3đ?‘…đ?‘‡ = = đ?‘ 2 2đ?‘ đ?‘Ž

Donde R/đ?‘ đ?‘Ž es la constante de Boltzman “kâ€?: que es igual a 10−23 đ??˝

1.381 ∗ đ?‘šđ?‘œđ?‘™đ?‘’đ?‘?đ?‘˘đ?‘™đ?‘Ž ∗ đ??ž. 2 đ?‘šđ?‘Łđ?‘šđ?‘’đ?‘‘ 3 = đ?‘˜đ?‘‡ 2 2 La rapidez de muchas reacciones quĂ­micas depende de la temperatura, y esto se explica con la distribuciĂłn de MaxwellBoltzmann (energĂ­a de activaciĂłn)


La rapidez eficaz o la rapidez cuadrĂĄtica media: đ?‘Łđ?‘&#x;đ?‘šđ?‘  =

2 đ?‘Łđ?‘šđ?‘’đ?‘‘ =

3đ?‘˜đ?‘‡ = đ?‘š

3�� �

A una temperatura T, las molĂŠculas de gas con diferente masa m tienen la misma energĂ­a cinĂŠtica media pero diferente rapidez eficaz

Propiedades moleculares de la materia Toda la materia se compone de molĂŠculas. En los gases, las molĂŠculas se mueven de forma casi independiente; en los lĂ­quidos y sĂłlidos se mantienen unidas por fuerzas iintermoleculares.

Si las distancias intermoleculares son menores que la separaciĂłn de equilibrio, las fuerzas se vuelven repulsivas y relativamente grandes

La fuerza de repulsiĂłn entre dos molĂŠculas se puede expresar como đ??š(r) =

−đ?‘‘đ?‘ˆ đ?‘‘đ?‘&#x;

El negativo del diferencial de energĂ­a potencial entre el diferencial del radio.


Moles y número de Avogadro: Un mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales como átomos. El número de moléculas en un mol se denomina numero de Avogadro M = N Am Masa molar es igual al número de Avogadro por la masa de la molécula.

Energia de un gas monoatómico y diatomico Energía interna de un gas Monoatómico: Un gas monoatómico es aquel cuyos átomos no están unidos entre sí.

La variación de la energía interna en un gas ideal monoatómico está determinada por la variación de la temperatura. Obviamente sobre una isoterma la energía interna es constante y en un proceso cíclico la energía interna inicial es igual a la energía interna final, característico de una variable de estado. Una forma de cambiar la energía interna de un gas ideal es realizando trabajo sobre él (o permitiendo que el gas realice trabajo sobre su ambiente externo). La ecuación para un gas monoatómica esta dada por:

Energía interna de un gas diatómico Para un gas diatómico la energía total puede encontrarse en forma de energía cinética de traslación y también en forma de energía cinética de rotación, eso hace que los gases diatómicos puedan almacenar más energía a una temperatura dada. A temperatura próximas a la temperatura ambiente la energía interna y la capacidad caloríficas vienen dadas por:


La ley de Boyle establece que para una cantidad dada de gas a temperatura constante, el volumen es inversamente proporcional a la presiĂłn.





Si la presiĂłn aumenta, el volumen disminuye. Si la presiĂłn disminuye, el volumen aumenta.

Lo que Boyle descubriĂł es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto de la presiĂłn por el volumen siempre tiene el mismo valor.

La ley de Boyle puede escribirse como: đ?‘ƒđ?‘‰ = đ?‘?đ?‘œđ?‘›đ?‘ đ?‘Ąđ?‘Žđ?‘›đ?‘Ąđ?‘’ ¨đ?‘˜Â¨ → đ?‘?đ?‘&#x;đ?‘œđ?‘?đ?‘’đ?‘ đ?‘œ đ?‘–đ?‘ đ?‘œđ?‘ĄĂŠđ?‘&#x;đ?‘šđ?‘–đ?‘?đ?‘œ đ?‘ƒ1 đ?‘‰1 = đ?‘ƒ2 đ?‘‰2 Es otra de las formas en las que se puede expresar la ley de Boyle.


Si el tubo está abierto la altura del mercurio es igual en ambas ramas, pues está sometido a la presión atmosférica. Si cerramos la llave y añadimos mercurio se dan diferencias en el volumen, por lo que podemos afirmar que la presión y el volumen son magnitudes inversas.

Para comprender mejor la Ley de Boyle pueden visitar el siguiente sitio: http://www.educaplus.org/play-117-Ley-de-Boyle.html

Ley de Charles-Gay Lussac


HISTORIA En 1787 Jacques Charles descubrió la relación que existía entre un gas y la temperatura y más tarde en 1802 Joseph Louis Gay-Lussac publicó resultados más precisos sobre el mismo tema y con esto terminó de complementar los descubrimientos de Charles. Los descubrimientos de estos dos personajes dieron lugar a la ley que se conoce actualmente como la Ley de CharlesGay Lusac (Andrés et al. 2008).

Gráfica de la relación temperatura - presión: FUNDAMENTO

La ley de Charles- Gay Lussac establece una relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen y el número de moles es constante. A medida que aumenta la temperatura aumenta la presión del gas dentro de un volumen y viceversa. Esto se debe a que a mayor temperatura las moléculas se empiezan a mover mas rápidamente y los choques dentro del recipiente aumentan y por lo tanto la presión. Tomando en cuenta PV=nRT, la ley de gases ideales. V,R y n son constantes por lo tanto : Gráfica de la relación temperatura-volumen 𝑃1 𝑇1

𝑃

= 𝑇2 = 𝑘 2

ó bien que constantes)

(Valenzuela Calahorro, 1995).

𝑉1 𝑇1

𝑉

= 𝑇2 = 𝑘 2

(para n y P


Porque el frasco puede explotar violentamente; según la ley de Gay-Lussac el volumen de aire contenido dentro del frasco se expande debido a la alta temperatura del fuego, aumentando así la presión drásticamente dentro del recipiente (Giancoli y Douglas, 2006).

¿Por qué nunca hay que lanzar al fuego un recipiente cerrado de vidrio?



Ley de gases ideales cap 18