TERMODINÁMICA

la materia se puede encontrar en tres fases: sólida, líquida o
gaseosa. En estas tres fases las sustancias se comportan de formas diferentes debido a su estructura interna.

Por ejemplo:

sabemos que el oxígeno es un gas, sin embargo, bajo ciertas condiciones podría estar en la fase líquida; identificamos el mercurio como un líquido, sin embargo podríamos encontrarlo en fase gaseosa cuando se encuentra en forma de vapor de mercurio y reconocemos los metales como el hierro en su fase sólida aunque en las siderúrgicas lo podemos encontrar en fase líquida.

La fase en la cual se encuentran las sustancias depende de varios factores:

La estructura interna. Dicha estructura en los sólidos es diferente a la de
los líquidos y esta a su vez es diferente de la de los gases

La temperatura. Un aumento o disminución de la temperatura puede
producir un cambio de fase

La presión. Un aumento de presión puede producir un cambio de fase, aunque no se modifique su temperatura

todas las fases de la materia

Punto de fusión y punto de ebullición

Cuando se aumenta la temperatura de algunos sólidos como el plástico o el vidrio, se observa que su consistencia se empieza a parecer a la de un líquido a medida que aumenta la temperatura.

Definición

Definición

El punto de ebullición de una sustancia es la temperatura a la cual se produce el cambio de la fase líquida a la fase gaseosa. El punto de ebullición depende de la presión.

El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la cual se produce el cambio de la fase sólida

La energía necesaria para que una sustancia cambie de estado se puede determinar mediante la
expresión:

Q = m. L

Cambios de fase

Los cambios de fase de las sustancias se conocen con nombres característicos.

 La evaporación, que tiene lugar a cualquier temperatura como sucede cuando la ropa se seca.

 La ebullición en la cual se observa la producción de burbujas dentro del líquido y tiene lugar a una temperatura característica para cada sustancia.

Vaporización: es el paso de la fase líquida a la fase gaseosa. Se puede producir de dos maneras:

Licuefacción: se produce cuando una sustancia cambia de la fase gaseosa a la fase líquida. Durante este proceso la sustancia cede calor, sin embargo, su temperatura no disminuye y su valor es igual al punto de ebullición.

Solidificación: se produce cuando una sustancia cambia de la fase líquida a la fase sólida. Durante este proceso la sustancia cede calor, sin embargo la temperatura no disminuye y su valor es igual al punto de fusión. En el esquema de la siguiente figura se muestran los diferentes cambios de fase

Factores que afectan los cambios de fase

La presión

Presencia de solutos

2.3 Los gases

¿que nos muestra?

La temperatura, la presión y el volumen nos permiten describir las características de los gases bajo
determinadas condiciones. Por esta razón a dichas variables se les denomina variables de estado.

La teoría cinética de los gases

El fundamento de la teoría cinética de los gases se basa en las siguientes hipótesis

Un gas está constituido por un gran número de moléculas que se mueven continuamente. A este estado de continuo movimiento se le llama agitación térmica, la cual aumenta cuando la energía cinética promedio de las partículas aumenta.

La temperatura de un gas se relaciona con su agitación térmica. La temperatura de un gas es tanto mayor cuanto mayor es la agitación térmica de las moléculas.

La presión que ejerce un gas sobre las paredes del recipiente que lo contiene es producida por los continuos choques de sus moléculas contra las paredes.

explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases (ley de los gases ideales), a partir de una descripción estadística de los procesos moleculares microscópicos.

Ley de Boyle

Definición

A temperatura constante, la presión que se ejerce sobre determinada masa de gas es inversamente proporcional al volumen que dicha masa ocupa

Esta ley se representa mediante la expresión:

P * V= constante

En esta expresión P representa la presión a la que se somete el gas y V el volumen del mismo. En consecuencia, si P1 es la presión a la cual se somete determinada masa de gas que ocupa un volumen V1, P2, es la presión cuando la misma masa de gas ocupa un volumen V2. Cuando la temperatura es constante, se tiene:

P1 V1 = P2 V2

Ley de Gay-Lussac

definición

A presión constante, el volumen que ocupa determinada masa de gas es directa mente proporcional a la temperatura medida en Kelvin.

Esta ley se expresa como:

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Ley de los gases ideales

definición

las variables de estado: volumen, presión y temperatura pueden experimentar cambios
simultáneos, podemos buscar una relación entre las tres combinando las leyes de Boyle y de GayLussac, lo cual se expresa mediante la ley de los gases ideales que se representa como:

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De donde, P V= constante T Si consideramos un gas que, en un estado inicial, se encuentra a una temperatura T1 está sometido a una presión P1, y ocupa un volumen V1 y que, en un estado posterior, se encuentra a una temperatura T2, está sometido a una presión P2, y ocupa un volumen V2

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