ley general del estado gaseoso
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Termodinámica
Ley General del estado Gaseoso
Erik Alonso Orozco Valles
Son leyes experimentales (empíricas) descubiertas por diferentes científicos y en diferentes épocas, quienes realizaron trabajos cuidadosos con los gases reales.
Como una necesidad para explicar estas leyes experimentales, los científicos tuvieron que crear la teoría cinética molecular e inventar un modelo perfecto de gas (gas ideal).
Leyes del Estado Gaseoso
Entre las leyes de estado gaseoso están:
a) Ley de Robert Boyle : proceso isotérmico b) Ley de Jacques Charles : proceso isobárico c) Ley de Gay Lussac : proceso isocórico o isométrico
Combinando las leyes de charles y de Boyle-Mariotte se tiene: “El volumen ocupado por la unidad de masa de un gas ideal, es directamente proporcional a su temperatura absoluta, e inversamente proporcional a la presión que se recibe.”
V α T P
V = K T P
PV= KT
PV = K ………….(a) T
Ley General Del Estado Gaseoso ( Ley Combinada)
Cuando un gas pasa de un estado inicial con sus valores establecidos de: presión , volumen y temperatura a un estado final en el cual los valores de las tres variables cambian, se establece el siguiente planteamiento:
Estado Inicial Estado Final
De acuerdo con la relación establecida en (a)
P1V1= K ……………(b)
T1
P2V2= K ……………(c)
T2
Relacionando (b) y (c) en una sola ecuación
P1V1 = P2V2
T1 T2 ………..……(d)
P1 V1T1
P2 V2T2
donde: P1V1 = P2V2 o PV =nRT T1 T2
V = volumen n = constanteP = presiónn = no. de moles o gramosR = constanteT = temperatura
en un laboratorio de la facultad de química, había un recipiente que contenía un gas ideal que tenía una presión de 0.85 atm, un volumen de 4.7 L y una temperatura de 25°C. este gas se calentó hasta 120°C y se observó un aumento en su volumen hasta 23.2 L. Determinar cual será su presión.
Seleccionamos nuestra ecuación:
P1V1 = P2V2 PV =nRT
T1 T2
despejando: P2 = P1V1T2/T1 V2
=(0.86 atm)(4.7 L)(120°C) (25°C)(23.2 L) =1.8 atm
un tanque de 30L contiene un gas ideal con una masa de 5 moles a 27°c ¿a qué presión se encuentra el gas?
p=? PV=nRTv=30 L. n = 5 moles P=nRT/v r=0.0821 L*atm/K molt=27+273=300K
p=(5 mol)(0.082 L*atm) (300 K ) (K mol ) / 30 L = 4.105 atm
Ejemplo: En el suelo un globo aerostático tiene un volumen de 100 mil litros a una temperatura de 27º C y una presión de 585 mmHg. se eleva hasta una altura en que su presión baja a 300mmHg y su volumen aumenta a 170.95m3. ¿Cuál es su temperatura final en grados Celsius?
V1= 100kL= 100m3 P1 V1 = P2 V2 T1 T2T1= 27ºC + 273 = 300 ºkP1= 585mmHg P1V1= T1 P2 V2
V2 = 170.95m3 T2 = T1P2V2 P1V1
P2 = 300mmHg T2= (300 K)(300 mmHg)(170.95 m3)
(585 mmHg)(100 m3)T2 = ?ºC
T2= 263K -273
T2= -10ºC
La ecuación anterior se conoce como:Ecuación General del Estado GaseosoEsta ecuación es de utilidad más amplia, debido a que en la practica las tres variables: presión, volumen y temperatura no varían en forma independiente sino relacionadas o combinadas.
"los volúmenes iguales de todos los gases y vapores bajo las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas”
de lo anterior se desprende que el número de moléculas contenida en un mol es una constante a la cual se conoce como el número de avogadro:
6.02472x1023moléculas/mol.
Principio de Avogadro
Gracias
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