LEYES LEYES DE LOS GASESDE LOS GASES

P.V = n. R. TP.V = n. R. T

Profesor: Carlos Ramírez

Objetivo

• Retroalimentar, repasar y ejercitar las leyes de los gases .

Recordemos las propiedades de los gases…

1. Fluidez

2. Difusión

3. Compresión

4. Resistencia

Leyes de los gases

• El comportamiento físico de una muestra de gas puede describirse completamente con cuatro variables:

- presión (P)- volumen (V)- temperatura (T)- cantidad (número de moles) de gas (n)• Las variables son interdependientes:

Cualquiera de ellas puede calcularse, midiendo las otras tres.

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P = F A• Definición: es la fuerza perpendicular que se ejerce por

unidad del área.• Unidades:

[P]=[N]/[m2]= Pa1 Pa = N/m2

• Otras unidades:• atm: 1 atm = 101 325 Pa • mm Hg: 760 mm Hg = 1 atm

PRESIÓN

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VOLUMEN

Es la cantidad de espacio que ocupa la materia en este caso un gas.

1000 ml 1L1cm3 1ml

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ESCALA CELCIUS (ºC)

• Punto inferior: 0 ºC (fusión del agua)

• Punto superior: 100 ºC (ebullición del agua)

100 ºC

0 ºC

8

ESCALA FARENHEIT (ºF)

(ºC – 0)= (ºF – 32)

100 180

ºC = 100 (ºF – 32)

180

ºC = 5 (ºF – 32)

9

212 ºF

0 ºF

32 ºF

100 ºC

0 ºC

X

9

ESCALA KELVIN O ABSOLUTA (ºK)

ºK = ºC + 273

100 ºC

-273 ºC

0 ºC

373 ºK

0 ºK

273 ºK

Ley de BoylePara una masa fija de gas, a temperatura constante, la presión es inversamente proporcional al volumen.

V a 1/P (a T cte)

V = k 1/P

P1 • V1 = P2 • V2

Ley de CharlesPara una masa fija de gas, a presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

V a T (a P cte)

V = K • T

2

2

1

1

T

V

T

V =

Ley de Gay Lussac

A volumen constante, la presión de una masa fija de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

P a T (a V y masa constante)

2

2

1

1

T

P

T

P =

Ley combinada de los gases

• Resulta de la combinación de la Ley de Charles y de Boyle.

Ahora resolvamos algunos ejercicios…

Ejercicios de gases• 1.- El volumen del aire en los pulmones

de una persona es de 615 mL aproximadamente, a una presión de 760 mmHg. La inhalación ocurre cuando la presión de los pulmones desciende a 752 mmHg ¿A qué volumen se expanden los pulmones?

Datos Conversión de escalas V1= 615 ml 0,615 LP1= 760 mmHg 1 AtmP2= 752 mmHg 0,98 AtmV2= ?Ley de BoyleP1 • V1 = P2 • V2

1 Atm x 0,615 L = 0,98 Atm x V2

0,615 Atm x L = V2

0,98 Atm V2= 0,63 L

• 2.-Es peligroso que los envases de aerosoles se expongan al calor. Si una lata de fijador para el cabello a una presión de 4 atmósferas y a una temperatura ambiente de 27 °C se arroja al fuego y el envase alcanza los 402 °C ¿Cuál ser á su nueva presión?

Datos Conversión de escalas T1= 27°C 300°KP1= 4 Atm 4 AtmP2= ?T2= 402°C 675°KLey de Gay-Lussac

2

2

1

1

T

P

T

P = 4 Atm = P2_

300°K 675°K

0,013 Atm x 675°K = P2 °K

P2= 9 Atm

• 3.- Un alpinista inhala 500 mL de aire a una temperatura de 10°C ¿Qué volumen ocupará el aire en sus pulmones si su temperatura corporal es de 37°C?

Datos Conversión de escalas V1= 500 ml 0,5 LT1= 10°C 283°KV2= ?T2= 37°C 310°KLey de Charles

2

2

1

1

T

V

T

V = 0,5 L = V2_

283°K 310°K

1,76x 10-3 L x 310°K= V2

°K V2 = 0,55 L

• 4.- Se libera una burbuja de 25 mL del tanque de oxígeno de un buzo que se encuentra a una presión de 4 atmósferas y a una temperatura de 11°C. ¿Cuál es el volumen de la burbuja cuando ésta alcanza la superficie del océano, dónde la presión es de 1 atm y la temperatura es de 18 °C?

Datos Conversión de escalas V1= 25 ml 0,025 LP1= 4 Atm 4 AtmT1= 11°C 284°KV2= ?P2= 1Atm 1 AtmT2= 18°C 291°KLey Combinada

0,025L x 4Atm = V2 x 1Atm

284°K 291°K

3,52 x 10-4 LxAtm= V2 x 1Atm

291°K°K

3,52 x 10-4 LxAtm x 291°K = V2 x1Atm

°K

0,10LxAtm =V2

1Atm

V2= 0,10L

Para expertos…. • 5.- Un globo aerostático de 750 mL se infla con helio a 8

°C y a una presión de 8 atmósferas ¿Cuál es el nuevo volumen en litros del globo en la atmósfera a presión de 0.20 atm y temperatura de 45°C?

• 6.- Un aprendiz de Boyle encuentra que el aire atrapado en un tubo J, ocupa 24.8 cm3 a 1.12 atm. Al adicionarle mercurio al tubo, aumenta la presión sobre el aire atrapado hasta 2.64 atm. Considere que la temperatura es constante. Cual es el nuevo volumen del aire atrapado en Litros?.

• 7.- Una muestra de gas tiene un volumen de 45,9 L a 25°C y una presión de 743mmgH. Si la temperatura se incrementa a 155°C mediante el bombeo del gas a un nuevo volumen de 3,10 ml. Cual es la presión en atmosfera.

• Aunque no lo sientas, el aire atmosférico está siempre ejerciendo una presión sobre ti y sobre todas las demás cosas. La fuerza (peso) que ejerce el aire sobre una unidad de superficie terrestre se denomina presión atmosférica.

Presión atmosférica

Presión Atmosférica

• Evangelista Torricelli (1608-1647) determinó el valor de la presión atmosférica a nivel del mar.

Características

• Varía con la altura.

• Se ejerce en todas las direcciones.

Menor presión

Mayor presión

Presión atmosférica

• Se llena un vaso con agua y se coloca sobre él un trozo de cartulina lisa. Se sujeta la cartulina con la palma de la mano y se invierte cuidadosamente el vaso. Al sacar la mano, el trozo de cartulina no cae.

• - ¿Por qué el agua no cae?• - ¿Qué característica de la presión atmosférica se

demuestra en esta experiencia?• - ¿Qué ocurriría si ahora se deja aire en el vaso?

Temperatura, calor y equilibrio térmico

• Los conceptos temperatura y calor son muy comunes para ti, pero ¿te has preguntado cuál es la diferencia entre ellos? o ¿cómo se relacionan?

Temperatura

• La temperatura se define como la medida del grado de movimiento de las partículas de un cuerpo.

• La temperatura de todo los que nos rodea depende del movimiento de sus partículas. Para medir la temperatura se usa el termómetro.

Calor

• El calor es una forma de energía que puede transferirse entre cuerpos que están en contacto a diferentes temperaturas.

Equilibrio térmico

• Cuando dos sustancias que se encuentran a diferente temperatura se ponen en contacto, el calor pasa desde la sustancia más caliente hacia la más fría, hasta que ambas alcanzan la misma temperatura, es decir, están en equilibrio térmico.

• El equilibrio térmico depende generalmente de tres factores:

• El tipo de sustancia.• La cantidad que se coloque de cada una de

ellas • La temperatura que tenía cada sustancia

antes de ponerse en contacto.

Equilibrio térmico

TAREA…

• INVESTIGA COMO SE PROPAGA EL CALOR, CUALES SON LAS FORMAS DE PROPAGACION DEL CALOR.