La ley de Boyle
representa la relación entre la presión y el volumen de un gas
Si la presión de un globo disminuye, el globo se expande. Es por esto que los globos meteorológicos se expanden conforme se elevan en la atmósfera. Por el contrario cuando el volumen de un gas se comprime, la presión del mismo aumenta. El químico inglés Robert Boyle (1627-1691) fue el primero en estudiar la relación entre la presión de un gas y su volumen.
Para sus experimentos Boyle utilizó un tubo en forma de J como el de la figura:
En la parte izquierda del tubo, se tenía una cantidad de gas atrapada por una columna de mercurio. Boyle cambio la presión del gas añadiendo mercurio al tubo. Encontró que el volumen del gas disminuyó cuando el volumen aumentó. Por ejemplo, al duplicar la presión ocasionó que el volumen del gas disminuyera a la mitad de su valor original.
La ley de Boyle establece que el volumen de una cantidad fija de gas mantenida a una temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión.
V=Constante*1/P o PV=Constante Con T y n constantes
ley de charlesesta ley estable como Enunciado:
"A presión constante, el volumen que ocupa una muestra de gas es directamente proporcional a las temperaturas absolutas que soportan
De igual forma, puedes visualizar en el proceso siguiente la comprobación de la misma ley, y a su vez la representación que se establece entre la temperatura y el volumen.
De acuerdo con el enunciado, la ley de Charles puede expresarse matemáticamente de la siguiente manera:
V1.T2 = V2.T1 (P=cte)
En donde:
V= Volumen.
T= Temperatura.
P= Presión, la cual es constante.
Observa la aplicación de dicha expresión a través de los siguientes ejemplos:
"A presión constante, el volumen que ocupa una muestra de gas es directamente proporcional a las temperaturas absolutas que soportan
De igual forma, puedes visualizar en el proceso siguiente la comprobación de la misma ley, y a su vez la representación que se establece entre la temperatura y el volumen.
De acuerdo con el enunciado, la ley de Charles puede expresarse matemáticamente de la siguiente manera:
V1.T2 = V2.T1 (P=cte)
En donde:
V= Volumen.
T= Temperatura.
P= Presión, la cual es constante.
Observa la aplicación de dicha expresión a través de los siguientes ejemplos:
ley de gay-lussac
Esta ley establece como enunciado:
"A volumen constante, la presión que ejerce el gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta que soporta"
Mediante la observación de los siguientes videos, podrás apreciar la comprobación de la misma:
De acuerdo al enunciado de ésta ley, se puede establecer la siguiente expresión matemática:
P1 = P2 (V=Cte)
T1 T2
En donde:
P= Presión
T= Temperatura
V= Volumen (el cual es constante)
ley de dalton
Esta ley establece como enunciado:
"La presión total de una mezcla es igual a la suma de las presiones parciales que ejercen los gases de forma independiente"
Observa la siguiente imagen, a través de la cual se puede comprobar el enunciado de ésta ley
De acuerdo con el enunciado de ésta ley, se puede deducir la siguiente expresión matemática:
Ptotal= P1 + P2 + P3 + ...
En donde: P1, P2, P3, ... = Se refiere a las presiones parciales de cada gas.
Para hallar la presión parcial de cada gas en una mezcla, es necesario multiplicar la presión total por la fracción molar respectiva al gas. Estableciendo la siguiente expresión matemática:
Pparcial= X(gas) . Ptotal X= Fracción Molar
ley general de los gases
A modo de recordatorio. ¿Cuáles son los estados de la materia?: sólido, líquido y gaseoso, que dependen de la presión y de la temperatura a la que se encuentran sometidos.
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| Distintas materias, distintas fuerzas de cohesión molecular. |
En el estado sólido la fuerza de cohesión de las moléculas hace que estas estén muy próximas unas de otros con escaso margen de movimiento entre ellas.
En el estado líquido esta fuerza de cohesión molecular es menor lo cual permite mayor libertad de movimiento entre ellas.
En el estado gaseoso la fuerza de cohesión de las moléculas es muy pequeña, prácticamente nula, lo cual permite que estas se muevan libremente y en todas direcciones.
En este capítulo nos dedicaremos a estudiar este comportamiento de los gases para encontrar una explicación al mismo.
En este capítulo nos dedicaremos a estudiar este comportamiento de los gases para encontrar una explicación al mismo.
Antes de entrar de lleno en el estudio de las leyes que explican el comportamiento de los gases, veamos cómo influyen en este los eventos físicos que los alteran y que son: temperatura, presión y volumen, además de la cantidad de que se trate.
Temperatura
La temperatura (T) ejerce gran influencia sobre el estado de las moléculas de un gas aumentando o disminuyendo la velocidad de las mismas. Para trabajar con nuestras fórmulas siempre expresaremos la temperatura en grados Kelvin. Cuando la escala usada esté en grados Celsius, debemos hacer la conversión, sabiendo que 0º C equivale a + 273,15 º Kelvin.
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| 1 atm es igual a 760 mmHg de presión. |
Presión
En Física, presión (P) se define como la relación que existe entre unafuerza (F) y la superficie (S) sobre la que se aplica, y se calcula con la fórmula
Lo cual significa que la Presión (P) es igual a la Fuerza (F) aplicada dividido por la superficie (S) sobre la cual se aplica.
En nuestras fórmulas usaremos como unidad de presión la atmósfera (atm) y el milímetro de mercurio (mmHg), sabiendo que una atmósfera equivale a 760 mmHg.
En nuestras fórmulas usaremos como unidad de presión la atmósfera (atm) y el milímetro de mercurio (mmHg), sabiendo que una atmósfera equivale a 760 mmHg.
Volumen
Recordemos que volumen es todo el espacio ocupado por algún tipo de materia. En el caso de los gases, estos ocupan todo el volumen disponible del recipiente que los contiene.
Hay muchas unidades para medir el volumen, pero en nuestras fórmulas usaremos el litro (L) y el milílitro (ml). Recordemos que un litro equivale a mil milílitros:
1 L = 1.000 mL
También sabemos que 1 L equivale a 1 decímetro cúbico (1 dm3) o a mil centímetros cúbicos (1.000 cm3) , lo cual hace equivalentes (iguales) 1 mL con 1 cm3:
1 L = 1 dm3 = 1.000 cm3 = 1.000 mL
1 cm3 = 1 mL
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| Un mol de moléculas o de átomos: 6,022•1023 |
Cantidad de gas
Otro parámetro que debe considerarse al estudiar el comportamiento de los gases tiene que ver con la cantidad de un gas la cual se relaciona con el número total de moléculas que la componen.
Para medir la cantidad de un gas usamos como unidad de medida el mol.
Como recordatorio diremos que un mol (ya sea de moléculas o de átomos) es igual a 6,022 por 10 elevado a 23:
1 mol de moléculas = 6,022•1023
1 mol de átomos = 6,022•1023
Ver: PSU: Química; Pregunta 13_2006
Recuerden que este número corresponde al llamado número de Avogadro y este nos conduce a una ley llamada, precisamente, ley de Avogadro
No sirvió para nada
ResponderEliminarPendejos 😡😡
AJAJAJ
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