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Relaciones de estado (P-v-T) - Coggle Diagram
Relaciones de estado (P-v-T)
La presión, el volumen específico y la temperatura forman el conjunto más simple de variables con las que se puede construir un diagrama de fase.
Si se conocen dos propiedades intensivas se puede
conocer el resto de las mismas. Por tanto, puede considerarse
que la temperatura, la presión y el volumen específico forman
una relación entre dos variables independientes y una dependiente
GAS IDEAL
Propiedades
Las moléculas están en constante movimiento aleatorio
No existen fuerzas intermoleculares entra las partículas
El gas ideal se considera un punto de masa, las moléculas no ocupan volumen.
Las colisiones de las moléculas del gas son totalmente elásticas
Las condiciones en las cuales los gases reales se comportan de manera similar a un gas ideal es a temperaturas muy altas (las moléculas del gas tienen tanta energía que las fuerzas ntermoleculares y la energía perdida en las colisiones son
despreciables).
Otro caso es a presiones muy bajas (las moléculas del gas raramente colisionan o se aproximan unas a otras por lo que las fuerzas intermoleculares son insignificantes)
Es un gas en el cual todas las colisiones entre sus moléculas son perfectamente elásticas y no existen fuerzas de atracción intermoleculares.
El gas ideal puede caracterizarse por tres variables de estado: presión (P), volumen (V) y temperatura absoluta (T).
Un gas ideal se considera un punto de masa, o sea, una partícula tan pequeña que su masa es muy cercana a cero, esto significa que un gas ideal prácticamente no tiene volumen.
El concepto de gas ideal es útil en aplicaciones tecnológicas
porque una mol (6,02214 × 1023 partículas) de un gas ideal tiene
un volumen de 22,4 litros a condiciones de temperatura y presión estándar
Ecuación de estado
No existe una única ecuación de estado que describa el comportamiento de todas las sustancias para todas las condiciones de presión y temperatura.
f(p,V,T)=0
Ecuación de estado de un gas ideal
Describe el
comportamiento de un gas cuando éste se encuentra a una presión baja y a una temperatura alta. En estas condiciones la densidad del gas es muy baja.
• no hay interacciones entre las moléculas del gas
• el volumen de las moléculas es nulo.
La ecuación de estado de un gas ideal es el resultado de combinar dos leyes empíricas válidas para gases muy diluidos: la ley de Boyle y la ley de Charles.
Ecuación de estado de un gas ideal
Ley de Boyle
Establece que el producto de la presión por el volumen de un gas a temperatura constante es constante.
pV=cte
Ley de Charles
Establece que, a presión constante, el cociente entre el volumen que ocupa un gas y su temperatura, expresada en kelvin (k), es una constante.
V/T= cte
Ley de Boyle y Charles
pV/t=cte
Para un mol de gas, la constante que aparece en el segundo miembro de la ecuación anterior es la constante universal de los gases ideales R,
Ecuación del estado de un gas ideal
pV=nRT
DONDE
P= es la presión del gas
V = el volumen del gas
n= el número de moles
T= la temperatura del gas medida en Kelvin
R= la constante de los gases ideales
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Ley de Avogadro
Volúmenes iguales de distintas sustancias gaseosas, medidos en las mismas condiciones de presión y temperatura, contienen el mismo número de partículas.
Ecuación de estado de un gas ideal
Debido a que n= m/M (moles es igual a la masa entre la masa molar), podemos obtener esos datos también mediante la siguiente ecuación
PV=nRT/M
La densidad es p = m/v, por lo cual también la podemos obtener con la ecuación:
P=mRT/VM
P=ρRT/M
Ecuación de estado de un gas ideal
La ecuación del gas ideal es útil para resolver problemas que no implican cambios en la P,V,T y n de un muestra de gas.
R=P1V1/n1T1
R=P2V2/n2T2
P1V1/N1T1=P2V2/n2T2
DONDE n1 =n2 como normalmente ocurre, porque la cantidad de gas por lo general no cambia
P1V1/T1=P2V2/T2