temperatura

escala

absoluta empíricaabsoluta atmosférica manométrica

presión

Boyle Charles Gay‐Lussac Avogadro

PV = k´T y n ctes

V/T = k´´P y n ctes

P/T = k´´´V y n ctes

V/n = Vm

P y T ctes

volumen mol

PV = nRT

Estado de agregación

Volumen Forma Compresibilidad Densidad

Sólidos Conservan su volumen

definida Prácticamenteincompresibles

alta

Líquidos Conservan su volumen

La del recipiente que lo contiene

Ligeramente compresibles

media

Gases indefinido Indefinido compresibles baja

fluidos

Condensados (líquidos)

No condensados (gases)

Es importante mencionar que un “gas” es una sustancia que se encuentra en ese estado a temperatura y presión normales, mientras que “vapor” es la forma gaseosa de cualquier sustancia que normalmente es líquida o sólida a condiciones normales.

Idea clave: temperatura crítica

condiciones normales:Presión = 1 bar1 atm = 1.01325 barTemperatura = 273.15 K273.15 K = 0ºC

condiciones estándar:Presión = 1 bar1 atm = 1.01325 barTemperatura = 298.15 K298.15 K = 25ºC

¿Gas? Temperatura crítica (K)

El O2 (es esencial para la vida) 154.58

H2O 647.14

H2S (venenoso) 373.40

HCN (venenoso) 511.55

CO (tóxico) 132.85

NO2 (tóxico) 431.01

O3 (tóxico) 261.05

SO2 (tóxico) 430.80

He (químicamente inerte) 5.19

Ar (químicamente inerte) 150.86

Ne (químicamente inerte) 44.40

Temperatura crítica (ºC)

‐118.57

373.99

100.25

238.4

‐140.3

157.86

‐12.1

157.65

‐267.96

‐122.29

‐228.75

A condiciones normales (0ºC)

Si es gas

A 100ºC es un vapor

No es gas, es vapor

No es gas, es vapor

Si es gas

No es gas, es vapor

Si es gas

No es gas, es vapor

Si es gas

Si es gas

Si es gas

Un gas ideal es un gas(hipotético) que cumple laecuación de estado:

PV = nRT

Los gases reales obedecen esta leysólo en el límite de densidad cero,donde las fuerzas intermolecularesson despreciables

Las propiedades o variables independientes de un sistema quepueden tomar valores arbitrarios se denominan parámetros deestado (coordenadas termodinámicas, propiedades del sistema).

La ecuación de estado del sistema es la relación matemática queexiste entre los valores de las propiedades de estado. Tiene unúnico valor para cada estado de equilibrio termodinámico.

Las ecuaciones de estado relacionan las diferentes variables deestado de un sistema. Así, dos estados de un sistema son diferentessi el valor de alguna variable de estado es diferente y sólo en esecaso (recordar definición de proceso).

Leyes empíricas

Ley

Boyle Charles Gay‐Lussac Avogadro

PV = k´T y n ctes

V/T = k´´P y n ctes

P/T = k´´´V y n ctes

V/n = Vm

P y T ctes

Ecuaciones de estado

La Ley de Boyle establece que la presión de una muestra de gasen un recipiente cerrado es inversamente proporcional alvolumen del recipiente, cuando la temperatura y la cantidad desustancia son constantes.

P α 1/V

PV = constante

P1V1 = P2V2

Ecuación de proceso

PV = k´Ecuación de estado

Gráfica:Presión vs Volumen

’

'PV K=1'P KV

=

y mx b= +'m K= 0b =

IsotermaHipérbola equilátera

La Ley de Charles establece que cuando se aumenta latemperatura el volumen de un gas aumenta directamenteproporcional, cuando el cantidad de sustancia y la presiónpermanecen constantes.

V α T

V/T = constante

V/T = k´´

V1/T1 = V2/T2

Ecuación de estado

Ecuación de proceso

Gráfica:Volumen vs Temperatura

http://chemistry.umeche.maine.edu/~amar/fall2004/charles.html

La Ley de Gay‐Lussac establece que cuando se aumenta latemperatura, la presión de un gas aumenta directamenteproporcional, cuando el cantidad de mol (n) y el volumenpermanecen constantes.

P α T

P/T = constante

P/T = k´´´

P1/T1 = P2/T2

Ecuación de estado

Ecuación de proceso

Gráfica:Presión vs Temperatura

La Ley de Avogadro establece que el volumen de un gas esdirectamente proporcional a la cantidad de mol (n), cuando latemperatura y la presión permanecen constantes.

Hipótesis de Avogadro: Dos volúmenes iguales degases distintos, a la misma temperatura y presión,contienen el mismo número de moléculas.

V α n V/n = constante

V/n = Vm

V1/n1 = V2/n2

Ecuación de estado

Ecuación de proceso

Diagrama unificado

n = cte

La unificación de las tres primeras leyes da lugar a la llamada Ley combinada:

PV/T = constante

P1V1/T1 = P2V2/T2

Presión absoluta

Temperatura absoluta

Manejo de diferentes unidades en P, T y V

Ecuación de estado

Ecuación de proceso

Añadiendo la ley de Avogadro, da lugar a la ecuaciónLey general del estado gaseoso:

PV = nRTPresión absoluta

Temperatura absoluta

Manejo de unidades en P, T y V congruentes a las unidades de R

Si:P= 1 atm; n= 1 mol; T=273.15 K; V=22.4 L

R = PV/nT

¿Cuál es el valor de R?

Una aproximación