Introducción a la química

Términos

• Constante del gas idealR = 8.3145 J-mol-1-K-1
• gas idealun gas cuyas partículas no presentan ningún tipo de interacción atractiva; a altas temperaturas y bajas presiones, los gases se comportan de forma casi ideal
• energía cinéticala energía que posee un objeto debido a su movimiento; en la Teoría Cinética de los Gases, la energía cinética de las partículas del gas depende únicamente de la temperatura

Todos los gases se modelan sobre los supuestos planteados por la Teoría Cinética de la Materia, que supone que toda la materia está formada por partículas (es decir, átomos o moléculas).Es decir, átomos o moléculas); hay espacios entre estas partículas, y las fuerzas de atracción se hacen más fuertes a medida que las partículas convergen. Las partículas están en constante movimiento aleatorio y chocan entre sí y con las paredes del recipiente en el que están encerradas. Cada partícula tiene una energía cinética inherente que depende únicamente de la temperatura.

Un gas se considera ideal si sus partículas están tan separadas que no ejercen ninguna fuerza de atracción entre sí. En la vida real, no existe un gas verdaderamente ideal, pero a altas temperaturas y bajas presiones (condiciones en las que las partículas individuales se moverán muy rápidamente y estarán muy alejadas unas de otras, de modo que su interacción es casi nula), los gases se comportan de forma casi ideal; por eso la ley de los gases ideales es una aproximación tan útil.

Ecuación de la ley de los gases ideales

La ecuación de los gases ideales viene dada por:

\Ndisplaystyle{PV=nRT}

Las cuatro variables representan cuatro propiedades diferentes de un gas:

• Presión (P), a menudo medida en atmósferas (atm), kilopascales (kPa), o milímetros de mercurio/torr (mm Hg, torr)
• Volumen (V), dado en litros
• Número de moles de gas (n)
• Temperatura del gas (T) medida en grados Kelvin (K)

R es la constante de los gases ideales, que adopta diferentes formas según las unidades que se utilicen. Las tres formulaciones más comunes de R vienen dadas por:

displaystyle{8,3145\frac{text{L} \cdot \text{kPa}}{text{K} \cdot \text{mol}}=0.0821\frac{\text{L} \…y el texto de la máquina… \cdot \text{mol}}=62.4\frac{\text{L} \Ejemplo 1

Una caja de 20 L contiene una cantidad fija de gas a una temperatura de 300 K y 101 kPa de presión. ¿Cuántos moles de gas contiene la caja?

PV=nRT

\NDisplaystyle{n=\frac{PV}{RT}=\frac{{ 101 kPa)(20 L)}{{text{ 8.3145 }\text{L} \text{kPa} \cdot K^{-1} \cdot \text{mol}^{-1}) \cdot \text{300 K}}=text{0,8 } \text{mol}}

Ejemplo 2

Calcule el número de moles de gas que contiene un castillo hinchable con un volumen de 20.63 metros cúbicos, una temperatura de 300 Kelvin, y una presión de 101 kPa.

\displaystyle{PV=nRT}

\displaystyle{\frac{PV}{RT}=n \cdot n=\frac{101\text{ kPa} \(20,63 metros cúbicos)} {(8,3143 J/mol}) \cdot K(300K)} \cdot n=835,34\text{ mols}}

La ecuación de los gases ideales nos permite examinar la relación entre las propiedades no constantes de los gases ideales (n, P, V, T) siempre que tres de estas propiedades permanezcan fijas.

Para la ecuación de los gases ideales, nótese que el producto PV es directamente proporcional a T. Esto significa que si la temperatura del gas permanece constante, la presión o el volumen pueden aumentar siempre que la variable complementaria disminuya; esto también significa que si la temperatura del gas cambia, puede deberse en parte a un cambio en la variable de la presión o el volumen.

La ecuación del gas ideal es una herramienta valiosa que puede dar una muy buena aproximación de los gases a altas temperaturas y bajas presiones.

http://en.wikipedia.org/wiki/ideal%20gas%20constant
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http://cnx.org/content/m42216/latest/
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http://en.wikipedia.org/wiki/Ideal_gas_law
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CC BY-SA 3.0.

http://en.wikiversity.org/wiki/Basic_thermodynamics
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http://en.wikipedia.org/wiki/Kinetic_theory
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