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NOMBRE

DEL GAS

CARACTERISTICAS

GAS

REAL

Son los gases que existen en la naturaleza, cuyas moléculas están sujetas a las fuerzasde atracción y repulsión. Solamente a bajas presiones y altas temperaturas las fuerzas

de atracción son despreciables y se comportan como gases ideales.

Los gases reales no se expanden infinitamente, sino que llegaría un momento en el que

no ocuparía mas olumen. !sto se debe a que entre sus átomos " moléculas se

establecen unas fuerzas bastante peque#as, debido a los cambios aleatorios de sus

cargas electrostáticas, a las que se llama fuerzas de Van der Waals.

!jemplos de gases reales$

Helio para los globos de feria y otros más grandes.

CO2 o anhídrido carbónico. Impulsa la cerveza en los grifos y da el gas a las bebidas gaseosas.

Acetileno en soldaduras

Butano, propano y otros para las cocinas y calefacciones

GAS

IDEAL

%ara definir un patrón de gas que sira para establecer reglas de comportamiento secrea el concepto de gas ideal, este gas ideal cumple las condiciones siguientes$

&.' (cupa el olumen del recipiente que lo contiene.

).' !stá formado por moléculas.

*.' !stas moléculas se mueen indiidualmente y al azar en todas direcciones adistancias considerablemente mayores que el tama#o de la molécula.

+.' La interacción entre las moléculas se reduce solo a su coque.

 Los gases reales, siempre que no estén sometidos a condiciones extremas de presión ytemperatura, cumplirán muy aproximadamente las reglas establecidas para los gases

ideales.

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LEY DE BOYLE

-ue descubierta por obert /oyle en &00). !dme 1ariotte también llegó a la

misma conclusión que /oyle, pero no publicó sus trabajos asta &020. !sta es la

razón por la que en mucos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de/oyle y 1ariotte.

La ley de /oyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es

inersamente proporcional al olumen del recipiente, cuando la temperatura es

constante.

!sta ley es una simplificación de la ley de

los gases ideales operfectos particularizada para procesos

isotérmicos de una cierta masa de gas

constante.

3unto con la ley de 4arles, la ley de 5ay'

Lussac, la ley de 6ogadro y la ley de

5raam, la ley de /oyle forma las leyes de

los gases, que describen la conducta de un

gas ideal. Las tres primeras leyes pueden

ser generalizadas en la ecuación uniersal

de los gases.

 La ley dice que$

La presión ejercida por una fuerza física es inersamente proporcional al olumende una masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga constante.

o en términos más sencillos$

 6 temperatura constante, el olumen de una masa fija de gas es inersamenteproporcional a la presión que este ejerce.

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1atemáticamente se puede expresar así$

donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

4uando aumenta la presión, el olumen baja, mientras que si la presión disminuye el olumen

aumenta. 7o es necesario conocer el alor exacto de la constante para poder acer uso de

la ley$ si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de

gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación$

donde$

•

•

•

•

•  6demás, si se despeja cualquier incógnita se obtiene lo siguiente$

•

El volumen es inversamente proporcional a la presión:

•Si la presión aumenta, el volumen disminuye.

•Si la presión disminuye, el volumen aumenta.

8%or qué ocurre esto9

 6l aumentar el olumen, las partículas :átomos o moléculas; del gas tardan más en llegar a

las paredes del recipiente y por lo tanto cocan menos eces por unidad de tiempo contra

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ellas. !sto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de

coques del gas contra las paredes.

4uando disminuye el olumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y

por tanto se producen más coques en cada unidad de tiempo$ aumenta la presión.

Lo que /oyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes,

el producto de la presión por el olumen siempre tiene el mismo alor 

EXPERIMENTO DE BOYLE

%ara poder erificar su teoría introdujo un gas en un cilindro con un émbolo y comprobó las

distintas presiones al bajar el émbolo. 6 continuación ay una tabla que muestra algunos de

los resultados que obtuo este fenómeno$

Experimento de Mariotte

× P (atm) V (L) P · V

0,5 60 30

1,0 30 30

1,5 20 30

2,0 15 30

2,5 12 30

3,0 10 30

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Si se obseran los datos de la tabla se puede comprobar que al aumentar el olumen, la

presión disminuye. %or ello se usa una diagonal isotérmica para representarlo en una

gráfica. , aumenta y que al multiplicar y se obtiene atm.

Ejemplo:

4.0 L de un gas estn a !00.0 mm"g de p#es$%n. &'ul se# su nue(o

(olumen s$ aumentamos la p#es$%n )asta *00.0 mm"g+

,olu-$%n: ,ust$tu$mos los (alo#es en la e-ua-$%n P/  P1/1.

2!00.0 mm"g3 24.0 L3 2*00.0 mm"g3 2/13

,$ despejas /1 otend#s un (alo# pa#a el nue(o (olumen de 5L.

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LEY DE D6LTON

Esta ley establece como enunciado:

<La presión total de una mezcla es igual a la suma de las presiones parciales queejercen los gases de forma independiente< 

(bsera la siguiente imágen, a traés de la cual se puede comprobar el enunciado deésta ley

 

De acuerdo con el enunciado de ésta ley, se puede deducir la siuiente

e!presi"n #ate#$tica%

Ptotal= P1 + P2 + P3 + ....

En donde% P1, P2, P3, ... = Se re&ere a las presiones parciales de cada as'

(ara )allar la presi"n parcial de cada as en una #e*cla, es necesario#ultiplicar la presi"n total por la +racci"n #olar respectia al as'Esta-leciendo la siuiente e!presi"n #ate#$tica%

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Ppacial= !"#as$ . Ptotal != .racci"n Molar

Esta ley a&r#a /ue cuando dos ele#entos se co#-inan para oriinar

di+erentes co#puestos, dada una cantidad &0a de uno de ellos, las di+erentes

cantidades del otro se co#-inan con dic)a cantidad &0a para dar co#o

producto los co#puestos, est$n en relaci"n de n1#eros enteros sencillos' Esta

+ue la 1lti#a de las leyes ponderales en postularse' Dalton tra-a0" en un

+en"#eno del /ue (roustno se )a-2a percatado, y es el )ec)o de /ue e!isten

alunos ele#entos /ue pueden relacionarse entre s2 en distintas proporciones

para +or#ar distintos co#puestos'

(bsera el siguiente ejemplo$

. 7na muest#a de a$#e solo -ont$ene n$t#%geno 8 o9geno gaseoso; -u8as

p#es$ones pa#-$ales son 0;*0 atm%s<e#a 8 0;10 atm%s<e#a; #espe-t$(amente.'al-ula la p#es$%n total del a$#e.

= P#$me# paso: >dentificar los datos que brinda el enunciado.

%:7;? @,A@ atm

%:(;? @,)@ atm

= ,egundo paso: 4onocer la incognita o interrogante.

%total? 9

= Te#-e# paso: Sustituir los datos en la expresión matemática y efectuar el calculo.

Pt %:7; B %:(;

Pt @,A@ atm B @,)@ atm

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Pt atm

1. 7na muest#a de gases -ont$ene '"4; '1"! 8 '5"*. ,$ la p#es$%n total es de;=0 atm 8 la <#a--$%n mola# de -ada gas son 0.5!> 0.1?4> 0.54> #espe-t$(amente.

'al-ula# las p#es$ones pa#-$ales de los gases.

= P#$me# paso: >dentificar los datos que brinda el enunciado.

C:4D+;? @,*+

C:4)D0;? @,)E+

C:4*DA;? @,*+&

%total? &,F@ atm

= ,egundo paso: 4onocer la incognita o interrogante.

%:4D+;? 9

%:4)D0;? 9

%:4*DA;? 9

= Te#-e# paso: Sustituir los datos en la expresión matemática y efectuar los calculos.

Ppa#-$al C:gas; . %total

P2'"43 @,*+ . &,F@ atm? 0;= atm

P2'1"!3 @,)E+ . &,F@ atm? 0;?! atm

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P2'5"*3 @,*+& . &,F@ atm? 0;%12 atm

Ley de Gay-Lussac

3osep Louis 5ay'Lussac fue un físico francés que en el a#o de &A@) obseróque todos los gases se expanden a una misma fracción de olumen para un mismoaumento en la temperatura; lo que le reeló la existencia de un coeficiente deexpansión térmica comGn.

La ley de 5ay' Lussac establece la relación entre la temperatura y la presión de ungas cuando el olumen es constante.

 6l aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueen más rápidamente y por tanto aumenta el nGmero de coques contra las paredes, es decir aumenta la presiónya que el recipiente es de paredes fijas y su olumen no puede cambiar.

 !n un recipiente rígido, a olumen constante, la presión se dobla al duplicar la

temperatura absoluta.

 

5ay'Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre

la presión y la temperatura siempre tenía el mismo alor$

Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión %& y a una

temperatura H& al comienzo del experimento. Si ariamos la temperatura asta un

nueo alor H), entonces la presión cambiará a %), y se cumplirá$

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!sta ley, al igual que la de 4arles, está expresada en función de la temperaturaabsoluta. Las temperaturas an de expresarse en Ielin.

!l físico 3osep Louis 5ay'Lussac nacido el 0 de diciembre de &22A, en Saint'

Léonard'de'7oblat, y muerto el E de mayo de &AF@, en %arís. !studió en la école

%olytecnique y en la école des %onts et 4aussées de %arís.

 6demás de ocupar cargos políticos de importancia, 5ay'Lussac fue catedrático de

física :a partir de &A@A; en la uniersidad de la Sorbona, así como catedrático de

química :a partir de &A@E; en el %olitécnico de %arís.

'E3EM(LOS%

4n as, a una te#peratura de 567C y una presi"n de 889 ## de :,

se calienta )asta /ue su presi"n sea de ;<9 ## de :' Si el olu#en

per#anece constante, =Cu$l es la te#peratura &nal del as en 7C>

&oluci'n: Si leemos detalladamente el problema nos podremos dar cuenta que

las condiciones iniciales de temperatura y presión nos las dan como datos, al

igual que la presión final, pero el único dato que no nos dan es la temperaturafinal, y la cual nos piden en °C.

Vamos a colocar nuestros datos:

 440 mm de g.

 !"°C # $%! & !0' °(

 %)0 mm de g.

 *

e sumado a !"° la cantidad de $%!, para poder +acer la conersión a grados

(elin. Es muy impotante (ue lo con)ietan sino no dar- el resultado

que esperamos.

+ora, usamos la fórmula para esta ley, la cual colocar/ de nueo.

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espe1ando a

2os queda

+ora sustituimos nuestros datos.

3ero nos piden el resultado en °C, por lo que restaremos $%! a la cantidad

resultante en grados (elin.

Como podemos obserar en las condiciones iniciales del problema, la

temperatura aumentó y como resultado tambi/n la presión, esto quiere decir que

+emos resuelto el problema con /ito.

Veamos otro e1emplo:

?'@ La presi"n del aire en un #atra* cerrado es de 8<9 ## de : a

867C' =Cu$l es la presi"n del as si se calienta )asta ?67C y el

olu#en per#anece constante'

&oluci'n: 3ara este e1emplo podemos obserar claramente que la ariable que

nos +ace alta es la presión final, por lo que +aremos una recopilación de nuestros

datos y empe5ar a resoler.

Si +acemos el an-lisis tambi/n nos damos cuenta que la temperatura +a

aumentado de 4"°C a 6$"°C esto quiere decir que por la proporcionalidad que

eiste entre la presión y temperatura, la presión aumentar- como resultado

final, no sabemos en (ue cantidad, peo si sabemos (ue

aumenta*.

atos:

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 4)0 mm de g.

 4"°C # $%! & !6' °(

 *

 6$"°C # $%! &!7'°(

3or fórmula tenemos

espe1ando

2os queda

8eempla5ando nuestros datos en la fórmula

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