LEYES DE LOS GASES
LEYES DE LOS GASES
 

 
ESTADO GASEOSO

CARACTERÍSTICAS DEL ESTADO
TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES
LEYES DE LOS GASES
ECUACIONES DE ESTADO DE LOS GASES IDEALES
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INTRODUCCIÓN
Delos tres estados de las materia, en el estado gaseoso las interacciones entre sus partículas son mínimas, por lo que es en este caso donde el estudio y la interpretación de los resultados obtenidos es menos complicada. Como resultado de tales estudios se ha llegado a establecer una serie de generalizaciones empiricas que se incluye bajo la denominación de leyes de los gases, las cuales describen el comportamiento de dichas sustancias en determinasdas condiciones especiales.

Si un gas es inttroducido en un recipiente cerrado, sus moléculas se moverán según las consideraciones de la teoría cinética molecular, con una velocidad que aumentará con la temperatura.

Suponiendo que un determinado número de moléculas, las cuales se pueden expresar en función al número de moles (n), se llevan a un recipiente cerrado de volumen (V) y a una temperatura kelvin (T), las moléculas se moverán chocando contra las paredes del recipiente ejerciendo una fuerza F que al expresarse con relación al área S de la pared determinará una presión (P), que es dependiente del número de choques. La presión, la temperatura, y el volumen de una muestra de gas son sus variables de estado.
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LEY DE BOYLE
Robert Boyle onvestigó el comportamiento de una cantidad fija de gas sometido a diversas presiones, y encontró una relación muy sencilla entre su volumen y su presión:

"El volumen (V) de una masa definide de un gas, a temperatura (T) constante, es inversamente proporcional a la presión aplicada (P) sobre él"; la expresión matemática de esta ley es:

V=k(1/P), donde k es una constante de proporcionalidad.
LEY DE CHARLES
El físico francés Jacques Charles (1763-1823) descubrió la relación existente entre el volumen y la temperatura de un gas, siempre y cuando su presión se mantenga invariable. Para ello utilizó el mismo diseño empleado un siglo antes por Boyle, pero ahora variando la temperatura y manteniendo constante la presión.

A presión constante, el volumen ocupado por una masa definida de una muestra de gas es directamente proporcional a la temperatura (kelin o absoluta). Matemáticamente esta ley puede expresarse de la siguiente forma:

V=kT donde k es una constante de proporcionalidad; a presion y cantidad de materia (n) constantes.
LEY DE GAY LUSSAC
A volumen constante, la presión de una masa fija de un fija de un gas dado es directamente proporcional a la temperatura kelvin. La representación matemática de esta ley es:

k=P/T ó P=kT, donde k es una constante de proporcionalidad.

Para un estado inicial (Pi/Ti=k)y un estado final (Pf/Tf=k), se cumple que: PiTf=Pf/Ti
LEY COMBINADA
Las dos primeras leyes pueden utilizarse, como se ya se indicó, para averiguar el nuevo volumen que adquiere un gas cuando se modifica su temperatura y su presión, pero no cuando ambas variables lo hacen de manera simultánea. Sin embargo, en la práctica, lo más frecuente es que así suceda.

La ley combinada de los gases es una suma de las leyes de Boyle y de Charles, incluso la ley de Gay Lussac. Al final, resulta la ecuación general:

ViPiTf=VfPfTi

La ley de Boyle y la ley de Charles han sido verificadas y confirmadas mediante cuidadosas realizaciones experimentales. En ciertas condiciones de temperatura y/o presión, las propiedades de la mayor partye de los gases reales se desvóan por completo de las de un gas ideal. Para estos casos existen otras ecuaciones.