Tema Leyes de los Gases

Botella vacía y cerrada, antes y después de introducirla en el congelador. Con la reducción de la temperatura, se reduce el volumen del gas interno.

Profesor.- Juan Sanmartín Física y Química

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Estudio del estado gaseoso Los gases ejercen presión.

La presión en los gasesLa presión que un gas ejerce sobre el recipiente que lo contiene se debe al choque de sus partículas contra las paredes de éste.Cuanto mayor sea la temperatura, las partículas del gas se moverán más deprisa y los choques contra las paredes serán más energéticos. Es por ello que aumenta la presión.

Leyes de los gasesLey de Boyle y Mariotte

A temperatura constante, el volumen ocupado por una determinada masa de un gas es inversamente proporcional a la presión.

P.V = K (Constante)

e)k(constantVPVP 2211

Así:

kkelvinT

llitrosV

atmatmósferasP

Leyes de los gasesLey de Charles y Gay-Lussac

e)k(constantTV

TV

2

2

1

1 Así:

Si la presión de un gas permanece constante el volumen que ocupa una masa fija de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta.

V = k.T k es una constante de proporcionalidad

kkelvinT

llitrosV

atmatmósferasP

Leyes de los gases

e)k(constantTP

TP

2

2

1

1

Así:

Si el volumen de un gas permanece constante la presión que ejerce una masa fija de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta.

P = k.T k es una constante de proporcionalidad

kkelvinT

llitrosV

atmatmósferasP

Leyes de los gases

e)k(constantT

P

V

Así:

En el caso de que ninguna de las tres variables permanezca constante, la ecuación queda de la siguiente manera

e)k(constantT

VPT

VP

2

22

1

11

Ley de los Gases Ideales

Leyes de los gases

e)k(constantT

P

V

A partir de la LEY DE LOS GASES podemos deducir las anteriores.

e)k(constantVP

e)k(constantTV

constanteT

e)k(constantTP

LEY DE LOS GASES

LEY DE BOYLE - MARIOTTE

LEY DE GAY - LUSSAC

constanteP

constanteV

Leyes de los gasesproblemas

281KC8ºT

2,3atmP

1

1

Así:

Problema.- El aire se encuentra a 8ºC y 2,3 atm. de presión dentro de las cubiertas de un coche. ¿Qué presión ejercerá ese aire si la temperatura sube hasta los 35 ºC debido al rozamiento?

2

2

1

1

TP

TP

281K308K2,3atmP2

308KP

281K2,3atm. 2

308KC35ºT

?P

2

2e)V(constant

2,5atm

Así:

Problema.- Un cilindro de acero contiene 14 l. de gas Xenon, a la presión de 5 atm, y se encuentra en un almacén a -5 ºC. Se lleva el cilindro a un laboratorio cuya temperatura es de 18ºC. La presión que marca el barómetro en ese laboratorio es de 90000 Pa. Calcula el volumen que ocuparía el Xenon, si se deja salir del tubo en esas condiciones.

2

22

1

11

TP

TP VV

268K0,89atm1K92l415atmV2

291KV0,89atm

268Kl415atm 2

K682Cº5-T

5atmP

l.41V

1

1

1

291KC18ºT

0,89atm.101300Pa

1atmPa109P

?V

2

42

2

l.4,85

Así:

Problema.- Gas Nitrógeno encerrado en un recipiente a una temperatura de -30ºC. ejerce una presión de 450 mm de Hg. Calcula la presión en atmósferas que ejercerá a la temperatura de 80ºC., si el volumen permanece constante.

2

2

1

1

TP

TP

243K353K0,59atmP2

353KP

243K0,59atm 2

243KC0º3-T

0,59atm.760mmHg

1atmmmHg504P

1

1

353KCº08T

?P

2

2e)V(constant

atm.86,0

2N

Problema.- Una burbuja de 0,3 litros está en una habitación a 25ºC y 1 atm. ¿Qué volumen tendrá si se llevase a un lugar donde las condiciones fuesen 45ºC y 0,5 atm.?

Así:

2

22

1

11

TP

TP VV

298K0,5atmK318l3,01atmV2

318KV0,5atm

298Kl3,01atm 2

K982Cº25T

1atmP

l.3,0V

1

1

1

K183Cº54T

0,5atm.P

?V

2

2

2

l.64,0

Problema.- Calcula el volumen del Hidrógeno (a 10 atm. y - 50ºC) que en Condiciones Normales (0ºC y 1 atm.) ocupa un volumen de 3 litros.

Así:

2

22

1

11

TP

TP VV

K73210atmK223l31atmV1

273K3l.1atm

223KV10atm 1

3K22Cº50T

10atmP

?V

1

1

1

273KC0ºT

1atm.P

3l.V

2

2

2

l.24,0

2H

293KC20ºT

2l.V

1

1

Así:

Problema.- Una botella de plástico de 2 l. (llena de aire) la cerramos y la introducimos en el congelador (-18ºC) y la dejamos hasta que alcance dicha temperatura (por ej.- 1 día). Calcula el volumen final del gas, sabiendo que la temperatura exterior son 20ºC. (La presión es constante).

2

2

1

1

TV

TV

293K255K2l.V2

255KV

293K2l. 2

K552Cº18T

?V

2

2e)P(constant

1,74l.

280KC7ºT

5atm.P

1

1

Así:

Problema.- Llenamos un tanque de gas a la temperatura de 7ºC. y 5 atm. de presión. ¿Se puede utilizar este tanque para calentar el gas hasta 287ºC, teniendo en cuenta que la presión máxima que resiste es de 8 atm.?

2

2

1

1

TP

TP

280KK6055atmP2

560KP

280K5atm 2

560KC287ºT

?P

2

2e)V(constant

atm.01 8atm.10atm.P2 No se puede utilizar.

Fin

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