Trabajo sobre los gases LEY DE BOYLE

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La ecuación que representa este enunciado es la siguiente: [pic 4]

(Con presión Y masa Constantes)

Dónde: T1: temperatura inicial

V1: volumen inicial

T2: temperatura final

V2: volumen final

NOTA: Es necesario expresar la temperatura en kelvin, ya que esta ley se refiere a temperaturas absolutas.

EJERCICIOS 12.3

¿Cuál sería el volumen final del globo del ejemplo anterior si se midiese a una temperatura de 47 C (supón que la presión no cambia)?

V2 = 2.00L X 320. K = 2.13 L

300. K

Un globo con un volumen de 6.25 L a 20 C, se enfrió y su volumen disminuyo a 5.44 ¿Cuál fue su temperatura Celsius final?

T2 = 293K X 5.44 L = 255K – 18 C

6.25

(Restando 273)

LEY DE GAY-LUSSAC

La ley de Gay-Lussac establece que la presión de un volumen fijo de un gas, es directamente proporcional a su temperatura.

- Si el volumen de una cierta cantidad de gas a presión moderada se mantiene constante, el cociente entre presión y temperatura (kelvin) permanece constante:

O también:

Donde:

- P es la presión

- T es la temperatura absoluta (es decir, medida en kelvin)

- k3 una constante de proporcionalidad

Para una cierta cantidad de gas, al aumentar la temperatura, las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por lo tanto aumenta el número de choques contra las paredes por unidad de tiempo, es decir, aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar. Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento del proceso, el cociente entre la presión y la temperatura absoluta tenía un valor constante.

EJERCICIOS 12.5

- Si la presión manométrica de un neumático es de 32.0 lb/pulg. ¿Cuál es la presión real?

32.0 l0 lb/pulg2 (presión manométrica) + 14.7 lb/pulg2= 46.7 lb/pulg2 (presión real)

- Si más tarde se encontró que la presión manométrica del neumático del ejemplo 12.5 era de 34.0 lb/pulg, ¿Cuál era la temperatura del aire en el neumático?

Datos: P1 = 32.0+14.7 o 46.7 lb/pulg2

T1= 20 + 273 = 293 k,

P2= 34.0 + 14.72 = 48.7 lb/pulg

T2= 293 k x (48.7 lb/pulg2) / (46.7 lb/pulg2) =306 K = 33 C

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TEMPERATURA Y PRESIÓN NORMALES

Debido a que el volumen de u gas depende tanto de la presión como de la temperatura, el volumen pequeño de un gas a baja temperatura y alta presión puede tener la misma masa que un volumen grande del mismo gas a una temperatura más alta y una precio más baja. Las condiciones que se toman como referencia que ambas estén en las mismas condiciones, las condiciones que se toman como referencia se conocen como condiciones estándar. La temperatura estándar es, por definición, de273k o 00C. La presión estándar se define como 1 átomo (760.torr). En conjunto se hace referencia a estas condiciones como temperatura y presión estándar.

Ejercicio 12.6

Indica el valor apropiado en cada caso a TPE.

- Presión en torr

760 torr

- Temperatura en grados Celsius

00C

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LEY DE COMBINACIÓN

La ley combinada de los gases o ley general de los gases es una ley de los gases que combina la ley de Boyle, la ley de Charles y la ley de Gay-Lussac.

La ley de Charles establece que el volumen y la temperatura son directamente proporcionales entre sí, siempre y cuando la presión se mantenga constante. La ley de Boyle afirma que la presión y el volumen son inversamente proporcionales entre sí a temperatura constante. Finalmente, la ley de Gay-Lussac introduce una proporcionalidad directa entre la temperatura y la presión, siempre y cuando se encuentre a un volumen constante. La interdependencia de estas variables se muestra en la ley de los gases combinados, que establece claramente que La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante. La ley general de los gases o ley combinada dice que una masa de un gas ocupa un volumen que está determinado por la presión y la temperatura de dicho gas. Estudia el comportamiento de una determinada masa de gas si ninguna de esas magnitudes permanece constante.

Esta ley se emplea para todos aquellos gases ideales en los que el volumen, la presión y la temperatura no son constantes. Además la masa no varía. La fórmula de dicha ley se expresa: (V1 * P1) / T1 = (V2 * P2) / T2 Es decir, el volumen de la situación inicial por la presión original sobre la temperatura es igual al volumen final por la nueva presión aplicada sobre la temperatura modificada.

En esta ecuación se representan seis variables diferentes y se puede determinar en tanto se conozcan 5 de estas variables, despejando la cantidad faltante.

ECUACIÓN REPRESENTATIVA

P1V1 = P2V2 [pic 5][pic 6]

T1 T2

Donde:

P es la presión

V es el volumen

T es la temperatura absoluta (en kelvin)

K es una constante