°TERMODINAMICA 7ma EDICION YUNUS CENGEL, MICHAEL BONES
viernes, 11 de marzo de 2016
LEY DE LOS VOLUMENES PARCIALES DE AMAGAT
Una ley similar a la de Dalton es la Ley de Amagat
de los volúmenes parciales. Dice que en una mezcla de gases, el volumen total
puede ser considerado como la suma de los volúmenes parciales de los
constituyentes de la mezcla:
El volumen parcial de cada constituyente es el
volumen que ocuparía el gas si estuviera presente solo a una temperatura dada y
a la presión total de la mezcla. Se puede calcular mediante:
en donde Xi es la fracción mol del i-ésimo
componente y esta dado por el cociente entre el número de moles de " i
" (ni) respecto al número total de moles (nT):
LEY DE DALTON
Dalton descubrió en 1801:
La presión
total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones que ejercen
cada uno de los gases que la componen.
A la presión que ejerce cada gas
de la mezcla se denomina Presión Parcial. Por lo tanto esta ley se puede
expresar como:
PTotal = p1+p2+...+pn
Donde p1, p2, ..., pn son
las presiones parciales de cada uno de los gases de la mezcla
LEY DEL GAS IDEAL
Esta ley se relaciona con el volumen, temperatura y presión. Al
relacionarlos, dan origen a una constante: la masa del gas no varía.
Formula:
 |
| ESQUEMA GAS IDEAL |
LEY DE AVOGADRO
La Ley de
Avogadro es una ley de los gases que relaciona el volumen y la cantidad de
gas a presión y temperaturas constantes.
En 1811 Avogadro realiza los siguientes
descubrimientos:
- A presión y temperatura constantes, la misma cantidad de gas tiene
el mismo volumen independientemente del elemento químico que lo
forme
- El volumen (V) es directamente proporcional a
la cantidad de partículas de gas (n)
Por lo tanto la fórmula es : V1 / n1 = V2
/ n2
Lo cual tiene como consecuencia que:
- Si aumenta
la cantidad de gas, aumenta el volumen
Ejemplo de la Ley de Avogadro:
Ejemplo 1: sean 0,5 moles de un gas que ocupan 2 litros. Calcular cual será el nuevo volumen si se añade 1 mol de gas a presión y temperaturas constantes.
- V1 / n1
= V2 / n2
- V1 = 2 litros
- n1 = 0,5 moles
- n2 = 0,5 + 1 = 1,5 moles
- V2 = V1 · n2 / n1 = 2 · 1,5 / 0,5 = 6 litros
Videos sobre ley de Avogadro - de los gases ideales
Ley de Avogadro
LEY DE GAY LUSSAC
Esta Ley fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800. Establece que la presión de un volumen fijo de gas, es directamente
proporcional a su temperatura.
Explicación
Al aumentar la temperatura, las moléculas del gas
se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las
paredes, 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 de
este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el
mismo valor:
Presion/
temperatura = k (constante)
Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a
una presión P1 y a una temperatura T1 al
comienzo del experimento. Si aumentamos la temperatura hasta un nuevo valor T2,
entonces la presión se incrementará a P2, y se cumplirá:
Esta ley, al igual que la de Charles, está
expresada en función de la temperatura absoluta expresada en Kelvin. La isócora se observa en la
siguiente gráfica P - V:
Este proceso también se puede representar
en una gráfica P - T:
LEY DE CHARLE
En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la
relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante
y, observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también
aumentaba y que al enfriar el gas, el volumen disminuía.
Explicación
Cuando aumentamos la temperatura del gas las
moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las
paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad
de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la
presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará
hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).
Lo que Charles descubrió
es que a presión constante, el cociente entre el volumen y la temperatura de
una cantidad fija de gas, es igual a una constante.
Matemáticamente podemos expresarlo así:
Volumen/temperatura=
k (constante)
Estudiemos el siguiente
proceso a presión constante (isobárico):
Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que
se encuentra a una temperatura T1 sometido a una presión P
al comienzo del experimento. Si a presión constante, aumentamos la temperatura
del gas hasta un nuevo valor T2, entonces el volumen se incrementará
hasta V2, En una gráfica P - V, se apreciara la isóbara.
Se cumplirá:
Que es otra manera de expresar la ley de Charles.
El mismo proceso se puede graficar en un diagrama V - T:
La recta obtenida se puede expresar matemáticamente
con la ecuación:
Donde:
Vo = volumen que ocupa el gas
a 0 ºC (ordenada al origen).
= Cambio de volumen respecto al cambio de
temperatura, a presión constante (pendiente).
La proyección de la recta, dará una intersección en -273.15 ºC, temperatura a la cual el gas
teóricamente tendrá un volumen de cero, lo cual sólo se cumple para el
gas ideal, puesto que los gases reales se licuarán y solidificarán a
temperaturas suficientemente bajas.
A este valor de -273.15 ºC, se le asignó un valor de cero kelvin (0 K), en la
denominada escala de temperatura absoluta.
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