TEORÍA CINÉTICA1° POSTULADO: La materia esta formada por partícula s(átomos, moléculas o iones) que se mueven dependiendo de su estado de agregación de la materia en que se encuentren.

TEORIA CINÉTICA2° POSTULADO: ESTÁN EN CONTINUO MOVIMIENTO ALEATORIO. EN LOS SÓLIDOS Y LÍQUIDOS LOS MOVIMIENTOS ESTÁN LIMITADOS POR LAS FUERZAS COHESIVAS, LAS CUALES HAY QUE VENCER PARA FUNDIR UN SÓLIDO Ó EVAPORAR UN LÍQUIDO.

TEORÍA CINÉTICA3° POSTULADO: La energía depende de la temperatura. A mayor temperatura más movimiento y mayor energía cinética

CARACTERÍSTICAS DEL ESTADO GASEOSO

En el gas las partículas no tienen orden alguno, al desplazarse libremente, lo cual se debe a la mínima fuerza de atracción(cohesión), y a la vez a la máxima fuerza de repulsión que existen entre ellas. Los gases no tienen forma ni volumen definidos.

CARACTERÍSTICAS DEL ESTADO GASEOSO

Los gases no tienen forma ni volumen definidos. se difunden y se mezclan con facilidad, son elásticos y se dejan comprimir

PROPIEDADES DE

LOS GASES

COMPRESIBILIDADEs la disminución del volumen de un gas al someterlo a una presión determinada debido al gran espacio que existe entre sus moléculas.

DIFUSIÓNEs la dispersión gradual de un gas entre otro, en donde las partículas de una sustancia se esparcen por la región ocupada por otras partículas, colisionando y moviéndose.

EXPANSIÓNEs la propiedad que tienen los gases de ocupar todo el espacio disponible. Estos se expanden en mayor escala cuando se aumenta la rapidez de sus partículas, lo cual se logra aumentando la temperatura.

ELASTICIDADEs la capacidad que poseen los gases de recuperar sus dimensiones originales cuando cesa la fuerza que los comprime.

EFUSIÓNPropiedad por la cual las partículas de los gases tienden a escapar del recipiente donde se encuentren por cualquier orificio que este contenga.

TEORIA CINÉTICA DE LOS GASES IDEALES

• un gas está formado por un gran número de partículas que se mueven continuamente al azar y en línea recta, chocando entre sí o contra las paredes del recipiente que lo contiene. este estado de continuo movimiento se llama agitación térmica.

• el volumen total ocupado por las moléculas de un gas es mínimo frente al volumen del recipiente.

TEORIA CINÉTICA DE LOS GASES IDEALES

• las fuerzas de atracción entre las moléculas de un gas son despreciables.

• todo gas ejerce presión sobre las paredes del recipiente que lo contiene, debido a los choques elásticos de las partículas, sin perder energía en las colisiones.

• la energía cinética de las moléculas de un gas es proporcional a la temperatura del gas.

VARIABLE DE ESTADOEs una magnitud física macroscópica que caracteriza el estado de un sistema en equilibrio. en el caso e los gases son el volumen , la temperatura y la presión.

VOLUMENEs el espacio que ocupa el gas en un lugar específico. al poseer volumen también posee masa. unidades de medida: litros y mililitros.

TEMPERATURAAl aumentar la temperatura, las partículas de la materia se mueven más rápido y por tanto, aumenta la fuerza de repulsión entre ellas. Unidades de medida °C,°K,°F

PRESIÓNAl aumentar la presión las partículas de la materia se acercan y aumentan las fuerzas de cohesión entre ellas. Unidades de medida: mmHg, Torr, atm

TERMODINÁMICAEs la rama de la física que estudia el calor y sus transformaciones de energía mecánica. al usar una sustancia que puede ser un gas, un líquido o una mezcla de ambos.

MAGNITUD MEDIDA EQUIVALENCIA

VOLUMEN

TEMPERATURA

PRESIÓN

Litros

CentígradosKelvinFahrenheit

Atm, mmHgTorr, Pa.

1 litro= 1000 ml1 ml = 1 cm3

1m = 1000L

0°C =273°K =32°F

1atm= 760 mmHg1atm= 760 torr1 atm= 101.325 Pa

CONVERSIONES DE TEMPERATURA

CONVERSIONES DE TEMPERATURA

CONVERSIÓN DE TEMPERATURAS

EJERCICIOS

1. convertir 80°F a °C2. De la respuesta anterior tomar °K y convertir a °F3. Convertir 3.15 atm a mmHg4 Convertir 2.3m3 a L

LEYES DE LOS GASES

(°K, atm, L)

LEY DE BOYLEEstablece que “la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante”.

APLICACIONES DE LA LEY DE BOYLE

EJERCICIO LEY DE BOYLEUn globo de 10.000 mililitros contiene helio a una presión de 65 mmHg.

¿ Cuál es la nueva presión, si el volumen aumenta a 25 litros?

Datos:V1=10.000ml P1=65mmHg V2=25L P2=? Equivalencias: 1000ml=1L 1 atm=760 mmHgConversiones:De ml a L: 1.000ml He 1L He 10.000ml He XL He

X = 10.000ml He x 1L He = 10 L He 1.000ml He

Conversión de mmHg a atm: 760 mmHg 1atm 65 mmHg X X= 65 mmHg x 1 atm 760 mmHg = 0,085 atm

Fórmula: Reordenando la fórmula: P2 = P1 .V1

V2

Sustituyendo valores: P2= ( 0,085 atm x 10 L) 25L P2= 0,034 atm Respuesta: La nueva presión cuando el volumen aumenta a 25 litros es 0,034 atm.

RESOLVERSe tiene un volumen de 40 cm3 de oxígeno a una presión de 380 torr. ¿qué volumen ocupará a una presión de 760 mm de Hg, si la temperatura permanece constante ?

LEY DE CHARLES“EL VOLUMEN DE UN GAS A PRESIÓN CONSTANTE ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL A LA TEMPERATURA KELVIN”.

0°C = 273°K

APLICACIÓN DE LA LEY DE CHARLES

EJERCICIO LEY DE CHARLES

Una muestra de neón tiene, en un inicio, un volumen 2.5L a 12°C. ¿ qué temperatura final tendrá el gas si el volumen aumenta a 7.5L ?Datos: V1= 2.5 L T1= 15°C V2= 7.5 L T2= ?

Equivalencia: 0°C = 273K Conversión: T1= 12°C + 273= 285 K

Fórmula: Reordenando la fórmula: T2 = V2 . T1

V1

Sustituyendo valores: T2= (7.5L x 285K ) 2.5L T2 = 855 KRespuesta: Cuando el volumen aumenta a 7.5L, la temperatura aumenta a 855 K

RESOLVERSe tiene un gas ideal en un recipiente de 700 Cm3 a 5°C y calentamos el gas a presión constante hasta 27°C. cuál será el nuevo volumen del gas ?

LEY DE GAY LUSSACEstablece que “la presión de un gas, es directamente proporcional a su temperatura, si el volumen es fijo”.

APLICACIONES DE LA LEY DE GAY LUSSAC

EJERCICIO DE GAY-LUSSACUn gas con una presión inicial de 1.2º atm a 75°C,

logra enfriarse a -22°C. ¿cuál será su presión

final?

Datos:P1= 1.2 atm T1= 75°C T2= -22°C P2= ?

Equivalencias: 0°C= 273°K

Conversión:T1=75°C +273=348 K T2=-22°C+273= 251 K

Fórmula: Reordenando la fórmula: P2 = P1 . T2

T1

Sustituyendo valores: P2= 1.2 atm X 251 K = 0.86 atm 348K

RESOLVERSe calienta aire en un cilindro de acero de volumen constante de 20 °C a 60°C. si la presión inicial es de 2280 torr ¿cual es su presión final?

LEY GENERAL DE LOS GASES

Para una masa determinada de cualquier gas, el producto de la presión por el volumen, dividido por su temperatura es una constante.

EJERCICIO LEY GENERAL DE LOS GASES

Una burbuja de 2.5 ml, se libera del tanque de aire de un buzo a una presión de 4 atm y una temperatura de 11°C. ¿cuál será el volumen de la burbuja, cuando llega a la superficie del océano, donde la presión es de 1 atm y la temperatura es 18°C?

Datos: P1= 4 atm T1= 11°C V1= 2.5ml

P2= 1atm T2= 18°C V2= ?

Conversión: T1= 11°C + 273= 284K

T2= 18°C + 273 = 291 K

V1= 1.000 ml 1L

2.5ml XL

V1= 2.5ml x 1L = 0,0025L 1000 ml

Fórmula:

Reordenar la fórmula: V2 = V1 x P1 x T2 / P2 x T1

EJERCICIO LEY GENERAL DE LOS GASES

Sustituyendo valores: V2 = 0.0025L X 4 atm X 291 K

1 atm X 284 KV2 = 0.01L

Respuesta: Cuando la presión es de 1 atm y la temperatura es 18°C, el nuevo volumen es 0.01L

1. EJERCICIOS DE GASESUna muestra de gas tiene un volumen de 400 cm3 a 20°C y 720 mmHg de presión. Calcular el volumen del gas si la temperatura se aumenta a 44°C y la presión a 780 mm Hg.

2. EJERCICIOCierta masa de nitrógeno ocupa un volumen de 10L a 1 atm de presión y 27°C de temperatura. ¿qué volumen ocupará la misma masa de gas si las condiciones cambian a 2 atm y 270°C?¿cuál sería la presión del gas si las condiciones finales de volumen y temperatura fueran de 20L y 27°C?

LEY DE DALTON O DE PROPORCIONES PARCIALES

“A temperatura y volúmenes constantes, la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales ejercida por cada gas”.

PRESIÓN TOTAL(PT)= P1 +P2 + P3 + P4 + … + Pn

EJERCICIO LEY DE DALTONPT= P NH3 + P CO2 + P N2 + P O2

PT= 250torr + 300torr + 250torr + 380torrPT= 1180 torr EQUIVALENCIA= 760 torr = 1 atmCONVERSIÓN= 1180 torr XX = 1 atm * 1180 torr X = 1,55 atm 760 torr

EJERCICIO LEY DE DALTONUn recipiente de 5 litros a una temperatura de 27 °C contiene una mezcla de gases formadas por amoniaco(NH3), gas carbónico(CO2), nitrógeno (N2) y oxígeno(O2), cada uno ejerce una presión parcial de 250torr, 300torr, 250torr y 380torr, respectivamente. Calcula la presión total ejercida por la mezcla de gas.

PRINCIPIO DE AVOGADROvolúmenes iguales de todos los gases medidos a las mismas condiciones de temperatura y presión contiene el mismo número de moléculas. Condiciones normales de una mol de gas:

Temperatura 273K Presión 1 atmósferaVolumen 22,4 litros

ECUACIÓN DE ESTADO O LEY GENERAL DEL GAS IDEAL

Es la relación de las variables : número de moles (n), con la presión (P), el volumen (V) la temperatura (T) constante (R).

ECUACIÓN DE ESTADO1mol de gas (M) gr N = W gr x 1mol = W

(n) moles de gas (W) gr M gr/mol M

PV= W R T PM= W R T PM= dRT M= DRT M V P

EJERCICIO GAS IDEAL¿Cuál es la presión en atmósferas , de 0.035 moles de N2O a 22 °C en un recipiente en 5 litros?Datos: n= 0.035 moles T= 22°C V= 5L P= ? R= Conversión: T1= 22°C + 273= 295K

EJERCICIO GAS IDEALFórmula: PV = nRT Reordenando la fórmula: P = nRT/V P= 0.035moles x 0.082 L. atm/mol.K x 295K 5 LP= 0.17 atm

EJERCICIO DE GAS IDEALLa densidad de un gas a 640 mmhg y 27°c es 2,68gr/l ¿cuál es su masa molecular?Datos: atm=640 mmhg t=27°c d= 2,68gr/l m= ?Equivalencias: 1atm= 760 mmhg 0°c=273kConversiones: 27°c + 273= 300 k

Conversión de mmHg a atm:

760 mmHg 1atm 640 mmHg X X= 640 mmHg x 1 atm / 760 mmHg = 0,84 atmCONVERSIÓN DE LA FÓRMULA: PV= W R T PM= W R T PM= dRT M= dRT M V P

2,68 gr/L X X 300 KM= 0,84 atm

M= 78,48 gr/mol

3. EJERCICIOSi se introducen 0,5 moles de nitrógeno gaseoso (N2) y 0,3 moles de helio gaseoso (He) en un recipiente de 2L a 27°C¿Cuál es la presión total de la mezcla?

4. EJERCICIO DE ECUACIÓN DE ESTADO

Determina la masa molecular de un gas, si 600 ml a 30°C y 0,8 atm tienen una masa de 0,6gr.

DIFUSIÓNes el proceso por el cual una sustancia en forma gradual y uniforme se dispersa a través de un espacio dado, debido al movimiento de sus moléculas. la velocidad con la que un gas se difunde no es igual en todos los casos, cuanto más ligeras sean sus moléculas, más veloces serán en su movimiento.

DIFUSIÓN DE GASES: LEY DE GRAHAM“ las velocidades de difusión de los gases son inversamente proporcionales a la raíz cuadrada de la masa molecular de los gases”

EJERCICIO LEY DE GRAHAM¿Cuál de los gases amoniaco (NH3), cuya masa molecular es 17 g/mol, o el cloro (Cl2), cuya masa molecular es 71,0 g/mol, se difunden más rápidamente? ¿En que relación están sus velocidades de difusión?

Fórmula:

EJERCICIO LEY DE GRAHAM

V NH3 M Cl2 71,0 g/mol

VCl2 M NH3 17 g/mol 4,17Respuesta: mayor rapidez de difusión del amoniaco

velocidad de difusión es 4,17 veces mayor que la del cloro

EJERCICIOS DE APLICACIÓN1. Una masa de gas nitrógeno ocupa un volumen de 4 litros a presión de 720 torr ¿que volumen ocupará esta misma masa de gas a una presión de 760 torr, suponiendo que la temperatura se mantiene constante?

5. EJERCICIOS DE APLICACIÓN2.La temperatura de un litro de gas a condiciones normales de presión cambia a 220°c, mientras que su volumen es constante. calcula la presión a la que es sometido el gas.volumen= 1L P= 1 atm T= 273k

EJERCICIOS DE APLICACIÓNUn globo se llena con 3 litros de helio a 22°c y 1 atm de presión ¿cuál será el volumen del globo si la temperatura se eleva a 45 °C y la presión de mantiene constante?

EJERCICIOS DE APLICACIÓNDetermina la presión de 2 moles de oxígeno que se encuentra en un recipiente de 5 litros, a una temperatura de 25°C y a una presión de una atmósfera.

EJERCICIOS DE APLICACIÓNEn un recipiente de émbolo móvil se tiene un gas que ocupa 1,2L cuando su temperatura es de 90°C. ¿Cuál será la temperatura del gas si el embolo ha descendido hasta dejar que el volumen del interior del cilindro sea de 750 cm3?

TAREA1 Se infla un globo con 1500 mililitros de helio a 560 mmHg. si el globo se eleva hasta alcanzar una altura donde la presión es de 320 torr. ¿cuál será el nuevo volumen del globo?

2 Un globo se infla con 1500 mililitros de aire a una temperatura de 62,6 °f si el globo se introduce dentro de un refrigerador, a una temperatura de -3 °c ¿Cuál será el volumen del globo al sacarlo del refrigerador, si la presión permanece constante?

3 si la presión de una mezcla gaseosa se eleva desde 380 mmHg hasta 1520 torr, siendo la temperatura inicial de 17 °c, ¿cuál será la temperatura final si no hay variación de volumen?

4 ¿qué sucede con la energía cinética del gas , con la fuerza de cohesión y la fuerza de repulsión en cada ejercicio ?