Al considerar la característica de los gases, hay que comenzar con la atmósfera terrestre, que es una compleja mezcla de muchas sustancias simples,

...

A nivel del mar la presión del aire promedio es de 760 torr = 1 atm.

Se entiende como la fuerza normal que actúa sobre un área dada A

[pic 5]

Sabiendo que los gases ejercen una presión sobre cualquier superficie con la que están en contacto.

La presión real (Pabs)

En un punto determinado del sistema se llama presión absoluta, debido a que se mide en forma relativa a una presión absoluta de cero (presión que se mide en relación con un vacio perfecto).

Presión atmosférica (Patm)

La atmosfera es la presión de referencia. Es un indicador de la variación de la Patm, y también se le llama presión barométrica

Presión manométrica (Pman)

Es la diferencia entre la presión absoluta del fluido y la presión atmosférica, se debe efectuar en relación con una presión de referencia.

La ecuación que relaciona estas presiones es:

Pabs = Pman + Patm sabiendo que:

- Un vacio perfecto es la presión más baja posible una Pabs siempre será positiva.[pic 6]

- Una Pman superior a la Patm siempre es positiva.

- Una Pman inferior a la Patm es negativa (vacio).

- La Pman se mide en Pa, psi

- La Pabs se mide Pa. psi.

- La Patm varia con el lugar

- La Patm cerca de la superficie de la tierra es 95 – 105 KPa o 13.8-15.3 psi . A nivel del mar Patm es de 101.3 KPa ó 14.69 psi.

lbf =4.4482 N

psf = lbf/pie2

psi = lb/plg2

slug= lb.s2/pie

1Pa = N/m2

1 atm = 760 mm de Hg = 760 torr.= 1.013 bars = 1.013 x 105 N/m2 = 14.696 lbf/plg2 (psi)

1.2.1 Ley de Graham (Difusión y efusión)

Tomas Graham utilizo un aparato para estudiar la difusión, el aparato consiste en un tubo de vidrio sellado en un extremo con yeso, con poros para permitir que un gas entre y salga del tubo. Se llena el tubo con H2 gaseoso, el nivel del agua dentro del tubo sube lentamente, por que las moléculas de H2 escapan a través de los poros con más rapidez con la que el aire puede entrar, al estudia la rapidez con que cambia el nivel del agua obtuvo datos sobre la rapidez con que el gases distintos se mezclan en el aire.

Las resultados indicaban que las rapideces con las que los gases se difunden son inversamente proporcional a la raíz cuadrada de sus densidades.

difusión[pic 7]

Es una ecuación experimental que establece que la velocidad de efusión o difusión de un gas es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de su masa molar. Le efusión es el paso de un gas a través de los pequeños huecos de su recipiente ( poros en una taza porosa, un globo lleno de helio), La difusión es el paso de un gas a través de otro gas

1.2.2 Principio de Avogadro (Volumen Molar de un Gas)

A la misma temperatura y presión, volúmenes iguales de diferentes gases contienen el mismo número de moléculas. El volumen de cualquier gas es proporcional al número de moles de moléculas presentes [a 1 atm y 0°C (TPS) el volumen de cualquier gas es de 22.4 L].

Ley de Boyle (Presión-Volumen)

En el siglo XVII Boyle estudió el comportamiento de los gases y analizó la relación que hay entre la presión y el volumen de una muestra de gas por medio de un tubo en forma de J donde: encerró aire en el extremo cerrado del tubo, vertiendo mercurio en el extremo abierto, cambiando la presión sobre el aire atrapado cambiando la cantidad de mercurio en el tubo. Encontró que si triplicaba la presión sobre el aire, el volumen que ocupaba el aire disminuía un tercio y si disminuía la presión sobre el airea atrapado a un tercio de la presión original, el volumen ocupado se triplicaba y se conoce como ley de Boyle donde el volumen de un gas aumenta conforme la presión del mismo disminuye, si su temperatura permanece constante, o también se puede decir que a temperatura constante, el volumen de una masa dada de gas varía inversamente con su presión y también puede enunciarse en términos de las relaciones de presiones y volúmenes:

a temperatura constante[pic 8]

[pic 9]

También se puede expresar de la siguiente manera cuando la temperatura se mantiene constante, el volumen (V) de una cantidad dada de un gas se reduce cuando la presión total que se aplica (P), la presión atmosférica más la presión debida al mercurio añadido aumenta, obteniéndose la siguiente relación

donde α significa proporcional[pic 10]

Para cambiar α por el de igualdad se puede escribir

donde k es una cte. de proporcionalidad y se pude escribir[pic 11]

[pic 12]

Para un gas bajo dos condiciones distintas a temperatura cte. se tiene

[pic 13]

Ley de Charles (Volumen-Temperatura)

En 1987 el físico francés J. A. C. Charles descubrió una relación entre el volumen y la temperatura de un gas. Encontró que un gas se expande cuando su temperatura aumenta y que se encoge cuando su temperatura disminuye. Un gas originalmente a 0 °C se expande 1/273 de su volumen para cada aumento de 1 °C en temperatura y se encoge 1/273 de su volumen por cada disminución de 1 °C (si la presión de gas se mantiene cte.).

Teóricamente, si tomamos 1 L (o cualquier volumen) de un gas a 0 °C y lo seguimos enfriando (a presión cte.), el volumen del gas se encogerá a 0 ml a -273 °C (esto no se ha logrado ya que todos los gases conocidos se transforman el liquido antes de llegar a esta temperatura). La temperatura de -273 °C (teóricamente