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Diferencias entre Teoría Cinético Molecular de los gases ideales como de…
Diferencias entre Teoría Cinético Molecular de los gases ideales como de los
gases reales
¿Qué es la teoría cinético-molecular?
Es un modelo que explica las leyes de los gases a nivel de partículas, se emplean determinadas condiciones
Postulados de la teoría
Las partículas no ejercen presión entre sí.
Las colisiones son elásticas.
El volumen entre las partículas es insignificante.
El promedio de la energía cinética es proporcional a la temperatura en K.
Las partículas siempre se mueven y de forma aleatoria.
Estudio: Gases ideales Realidad: Gases reales
Gases ideales
¿Qué son?
Es un gas hipotético cuyas partículas no interactúan, dicho gas cumple con la Ley de los gases ideales en todas las condiciones de presión y temperatura.
Existen 3 tipos
Gas ideal de Maxwell-Boltzmann
: Llamado también gas ideal termodinámico clásico
Gas ideal cuántico de Bose
: Compuesto por bosones, que son un tipo de partículas elementales como por ejemplo los fotones
Gas ideal cuántico de Fermi
: Compuesto por fermiones que también son partículas elementales como por ejemplo los electrones.
Teoría en gases ideales
¿Qué sucede?
¿Cómo actúa?
Poseen un número constante de moléculas.
No tienen fuerzas de atracción o repulsión entre sus moléculas.
No pueden sufrir transiciones de fase por ejemplo gas-líquido, gas-sólido. Mientras que los gases reales generalmente pueden ser licuados.
Sus moléculas ocupan siempre el mismo volumen a las mismas condiciones de presión y temperatura
Por esto para la teoría cinética es sencillo explicar y predecir su comportamiento rigiéndose en las leyes de los gases tales como Boyle y Charles.
Al ser un gas hipotético podemos aplicar la ecuación
P
V = n
R * T
la cual es una expresión matemática que nos describe el comportamiento del gas relacionando sus variables de estado.
Su energía cinética es directamente proporcional a la temperatura y sus “colisiones” moleculares son de tipo elástico, es decir conservan el momento y la energía cinética.
Se dice que los gases se comportan de formal ideal cuando se encuentran a altas temperaturas y bajas presiones. Esto ocurre por la disminución de las fuerzas intermoleculares.
Ocurre única y estrictamente en esta suposición de un gas ideal.
Gases reales
¿Qué son?
Gases presentes en la realidad que no pueden explicarse comúnmente con la ley general de los gases ya que su comportamiento varía según la temperatura y presión.
Teoría en gases reales
¿Qué sucede?
La ley de los gases ideales no describe bien a los gases reales a presiones altas y hay muchas fuerzas de atracción que difieren con un gas ideal.
El gas se vuelve menos compresible y aunque su volumen sigue disminuyendo con el aumento de la presión, esta disminución no es proporcional como establece la ley de Boyle.
Comprobamos así que sucede de forma distinta que en gases ideales.
¿Cómo actúa?
La teoría cinética se enfoca en entender su comportamiento con aproximaciones como la ecuación de Van der Walls.
La ecuación de Van der Waals adecua esta ley teniendo en cuenta el volumen de las moléculas del gas y la fuerzas de atracción entre ellas. Obteniendo:
Diferencia con los gases ideales
La ecuación de gases ideales (PV=nRT) funciona bien cuando las atracciones intermoleculares son despreciables y no ocupan todo el volumen.
Se da con baja presión y alta temperatura, pero en la realidad no es así por lo que se recurre a correcciones en las ecuaciones.