P/T = k V y n ctes. P y T ctes. P y n ctes. T y n ctes. presión. temperatura. escala. absoluta. empírica. absoluta atmosférica manométrica

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Juan Luis Crespo Vázquez
hace 7 años
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1 presión volumen mol temperatura escala absoluta atmosférica manométrica absoluta empírica Boyle Charles Gay Lussac Avogadro PV = k T y n ctes V/T = k P y n ctes P/T = k V y n ctes V/n = Vm P y T ctes PV = nrt

2 Estado de agregación Volumen Forma Compresibilidad Densidad Sólidos Conservan su volumen definida Prácticamente incompresibles alta Líquidos Conservan su volumen La del recipiente que lo contiene Ligeramente compresibles media Gases indefinido Indefinido compresibles baja Condensados (líquidos) fluidos No condensados (gases)

3 Es importante mencionar que un gas es una sustancia que se encuentra en ese estado a temperatura y presión normales, mientras que vapor es la forma gaseosa de cualquier sustancia que normalmente es líquida o sólida a condiciones normales. Idea clave: temperatura crítica condiciones normales: Presión = 1 bar 1 atm = bar Temperatura = K K = 0ºC condiciones estándar: Presión = 1 bar 1 atm = bar Temperatura = K K = 25ºC

4 Gas? Temperatura crítica (K) Temperatura crítica (ºC) A condiciones normales (0ºC) El O 2 (es esencial para la vida) H 2 O H 2 S (venenoso) HCN (venenoso) CO (tóxico) NO 2 (tóxico) O 3 (tóxico) SO 2 (tóxico) He (químicamente inerte) 5.19 Ar (químicamente inerte) Ne (químicamente inerte) Si es gas A 100ºC es un vapor No es gas, es vapor No es gas, es vapor Si es gas No es gas, es vapor Si es gas No es gas, es vapor Si es gas Si es gas Si es gas

5 Un gas ideal es un gas (hipotético) que cumple la ecuación de estado: PV = nrt Los gases reales obedecen esta ley sólo en el límite de densidad cero, donde las fuerzas intermoleculares son despreciables

6 Las propiedades o variables independientes de un sistema que pueden tomar valores arbitrarios se denominan parámetros de estado (coordenadas termodinámicas, propiedades del sistema). La ecuación de estado del sistema es la relación matemática que existe entre los valores de las propiedades de estado. Tiene un único valor para cada estado de equilibrio termodinámico. Las ecuaciones de estado relacionan las diferentes variables de estado de un sistema. Así, dos estados de un sistema son diferentes si el valor de alguna variable de estado es diferente y sólo en ese caso (recordar definición de proceso).

7 Leyes empíricas Ley Boyle Charles Gay Lussac Avogadro PV = k T y n ctes V/T = k P y n ctes P/T = k V y n ctes V/n = Vm P y T ctes Ecuaciones de estado

8 La Ley de Boyle establece que la presión de una muestra de gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura y la cantidad de sustancia son constantes. P α 1/V PV = constante PV = k Ecuación de estado P1V1 = P2V2 Ecuación de proceso

9 Gráfica: Presión vs Volumen

10 1 PV = K' P = K' V Isoterma Hipérbola equilátera y = mx + b m= K' b = 0

11 La Ley de Charles establece que cuando se aumenta la temperatura el volumen de un gas aumenta directamente proporcional, cuando el cantidad de sustancia y la presión permanecen constantes. V α T V/T = constante V/T = k Ecuación de estado V1/T1 = V2/T2 Ecuación de proceso

12 Gráfica: Volumen vs Temperatura

13 La Ley de Gay Lussac establece que cuando se aumenta la temperatura, la presión de un gas aumenta directamente proporcional, cuando el cantidad de mol (n) y el volumen permanecen constantes. P α T P/T = constante P/T = k Ecuación de estado P1/T1 = P2/T2 Ecuación de proceso

14 Gráfica: Presión vs Temperatura

15 La Ley de Avogadro establece que el volumen de un gas es directamente proporcional a la cantidad de mol (n), cuando la temperatura y la presión permanecen constantes. V α n V/n = constante V/n = Vm Ecuación de estado Hipótesis de Avogadro: Dos volúmenes iguales de gases distintos, a la misma temperatura y presión, contienen el mismo número de moléculas. V1/n1 = V2/n2 Ecuación de proceso

16 n = cte Diagrama unificado

17 La unificación de las tres primeras leyes da lugar a la llamada Ley combinada: PV/T = constante Ecuación de estado P1V1/T1 =P2V2/T2 Ecuación de proceso Presión absoluta Temperatura absoluta Manejo de diferentes unidades en P, T y V

18 Añadiendo la ley de Avogadro, da lugar a la ecuación Ley general del estado gaseoso: Presión absoluta PV = nrt Temperatura absoluta Manejo de unidades en P, T y V congruentes a las unidades de R Si: P= 1 atm; n= 1 mol; T= K; V=22.4 L R = PV/nT Cuál es el valor de R?

19 Una aproximación

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