Trabajo De Fisica lasquerubinas — 22-10-2008 GTM 1 @ 03:56
* Índice
Portada
Indicie
Intruccion
Objetivos ideales y especificos
Teoría de los Gases Ideales
Propiedades de la materia en
Estado Gaseoso
Variables que afectan su comportamiento
Ley de los gases ideales
Ecuación de estado
Ley de Boyle-Mariotte
Ley de Charles
Ley de Gay Lussac
Problemas Asignados.
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Introducción
En este trabajo nos enfocaremos a los Gases Ideales de manera de conocer sus propiedades, comportamiento etc. Conoceremos sus leyes y a que enfoca cada una de ellas y que variables les van a afectar , estas leyes son :
Ley de Boyle-Mariotte
Ley de Charles
Ley de Gay-Lussac
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Objetivos Generales y
Específicos
Este trabajo tiene como objetivo general introducirnos en el mundo de la física y conocer un poco mas de está .
Y tiene como objetivo especifico recordarnos de los gases ideales y informarnos un poco más.
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Teoría de los Gases Ideales
Propiedades térmicas de uno de los tipos de sistemas más simples: los gases ideales. Estos sistemas contienen números enormes de átomos o moléculas, y la única forma razonable de comprender sus propiedades térmicas con base en la mecánica molecular, es encontrar determinadas cantidades dinámicas de tipo promedio y relacionar las propiedades físicas observadas del sistema con estas propiedades dinámicas moleculares en promedio. A esta ciencia se le conoce como teoría cinética y las técnicas para relacionar el comportamiento macroscópico global de los sistemas materiales con el comportamiento promedio de sus componentes moleculares constituyen la mecánica estadística.
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Propiedades de la materia en
Estado Gaseoso
En estado gaseoso, las moléculas están muy dispersas y se mueven libremente, sin ofrecer ninguna oposición a las modificaciones en su forma y muy poca a los cambios de volumen.
Como resultado, un gas que no esta encerrado tiende a difundirse indefinidamente, aumentando su volumen y disminuyendo su densidad.
Los gases se caracterizan porque llenan completamente el espacio en el que están encerrados. Si el recipiente aumenta de volumen el gas ocupa inmediatamente el nuevo espacio y esto es posible solo porque existe una fuerza dirigida desde el seno del gas hacia las paredes del recipiente que lo contiene. Esa fuerza por unidad de superficie es la PRESIÓN
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Variables que afectan su comportamiento
1. PRESIÓN
Es la fuerza ejercida por unidad de área. En los gases esta fuerza actúa en forma uniforme sobre todas las partes del recipiente.
La presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos que están en la superficie terrestre. Se origina del peso del aire que la forma. Mientras más alto se halle un cuerpo menos aire hay por encima de él, por consiguiente la presión sobre él será menor.
2. TEMPERATURA
Es una medida de la intensidad del calor, y el calor a su vez es una forma de energía que podemos medir en unidades de calorías. Cuando un cuerpo caliente se coloca en contacto con uno frío, el calor fluye del cuerpo caliente al cuerpo frío.
La temperatura de un gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas del gas. A mayor energía cinética mayor temperatura y viceversa.
La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin
3. CANTIDAD
La cantidad de un gas se puede medir en unidades de masa, usualmente en gramos.
De acuerdo con el sistema de unidades SI, la cantidad también se expresa mediante el número de moles de sustancia, esta puede calcularse dividiendo el peso del gas por su
4. VOLUMEN
Es el espacio ocupado por un cuerpo.
5. DENSIDAD
Es la relación que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros.
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Ley de los gases ideales
La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.
Empíricamente, se observan una serie de relaciones entre la temperatura, la presión y el volumen que dan lugar a la ley de los gases ideales, deducida por primera vez por Émile Clapeyron en 1834.
Ecuación de estado
La ecuación que describe normalmente la relación entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:
Donde:
= Presión
= Volumen
= Moles de gas
= Constante universal de los gases ideales
= Temperatura en Kelvin.
Ley de Boyle-Mariotte
Formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante, y dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión: PV= k
donde k es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.
Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta. El valor exacto de la constante k no es necesario conocerlo para poder hacer uso de la Ley; si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación: P1V1 = P2V2
Ley de Charles
La ley de Charles y Gay-Lussac, frecuentemente llamada ley de Charles o ley de Gay-Lussac en esta se explica las leyes de los gases ideales. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que "temperatura" significa movimiento de las partículas. Así que, a mayor movimiento de las partículas (temperatura), mayor volumen del gas.
La ley fue publicada primero por Louis Joseph Gay-Lussac en 1802, pero hacía referencia al trabajo no publicado de Jacques Charles, de alrededor de 1787, lo que condujo a que la ley sea usualmente atribuida a Charles. La relación había sido anticipada anteriormente en los trabajos de Guillaume Amontons en 1702.
La ley de Charles es una de las más importantes leyes acerca del comportamiento de los gases, y ha sido usada de muchas formas diferentes, desde globos de aire caliente hasta acuarios. Se expresa por la fórmula: en esta ley actúan la presión de un gas ideal así como la de un gas constante
V/T=k
Ley de Gay Lussac
La presión y la temperatura absoluta de un gas a volumen constante, guardan una relación proporcional.
Esta relación fue determinada originalmente por G. Amonton, quien en 1703 fabricó un termómetro de gas basado en este principio. No obstante, por los estudios que realizó Gay-Lussac en 1802, la ley lleva su nombre.
La figura 1. ilustra la ley de Gay-Lussac. En un recipiente rígido, a volumen constante, la presión se dobla al duplicar la temperatura absoluta.
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Problemas Asignados.
1) La presión inicial en un cilindro de helio gaseoso es de 35 atm. Si después de inflar muchos globos, la presión disminuye a 5 atm, ¿qué fracción del gas original quedará en el cilindro?
Datos: P1= 35 atm
P2 = 5 atm.
n=Cantidad de globos.
Z = 14,28n%
2) Un tanque de almacenamiento a CNPT (condiciones normales) contiene 25.0 kg de nitrógeno?
Datos: P1=M .Molar de Nitrógeno 14gr/mol
tº= oº
Masa=25 kg---- 25000gr
v= 40000 litros
3-Si 25.50 moles de helio gaseoso se encuentran a 10 ºC y a una presión manométrica de 0.350 at, calcule
(a) el volumen del helio gaseoso bajo estas condiciones y
(b) la temperatura, si el gas se comprime a la mitad del volumen,
a una presión manométrica de 1.00 at.
Datos: T= 10 ºC
P= 0,350atm
R= 0,082(L • atm/K • mol)
V=
A-el volumen del helio gaseoso bajo estas condiciones
V = (25,50moles x 0,082(L x atm/K x mol) x 283ºK)/0,350atm = 1690.722litros
V = 1690.722litros
B-la temperatura, si el gas se comprime a la mitad del volumen,
a una presión manométrica de 1.00 at.
T = (1atm x 845,35litros)/(25,5Molx 0,082 (L x atm/K x mol))=404.280K
T = 404.280K
4) Se llena un neumático con aire a 15 ºC hasta una presión manométrica de 220 kPa (31.9 PSI). El neumático alcanza una temperatura de 38 ºC. ¿Qué fracción del aire original se debe sacar para que se mantenga la presión original de 220 kPa?
Datos: T1= 15ºC = 288ºK
T2= 38ºC = 311ºK
P1= 220 000 Pa = 2,17atm (1 atm = 101320 Pa)
P2 = 2,17
(P1 = P2)/(T1 = T2)
Z= 92,7%
Cuestionario:
1- Al multiplicar la tº por un numero (p.e duplicar, triplicar, cuadruplicar, etc) manteniendo todo lo demás constante el volumen se divide por dicho numero.
R= Falso, ya que si la temperatura aumenta o disminuye lo mismo hara el volumen.
2- El comportamiento de un gas al que se modifica su tº , para ver como varia su volumen , Viene explicado por la ley de Gay Lussac.
R= Verdadero
3-Al multiplicar la presión por un número (p.e. duplicar, triplicar, cuadruplicar, etc..), manteniendo todo lo demás constante el volumen permanece constante.
R= Falso , el volumen y la presión son inversamente proporcional.
4- El valor de la constante R para los gases ideales es de 8.314472 J/mol•K
R= Falso
5-El comportamiento de un gas al que se le modifica su presión, para ver cómo varía su volumen, viene explicado por la ley de Avogadro.
R= Falso , Ya q esa ley es la Ley de Boyle-Mariotte.
Conclusión
Todo gas es importante para la vida diaria debido a que sin ellos las vidas de muchas especies no funcionarían un ejemplo muy claro es que sin el aire no podríamos vivir es esencial para nuestras vidas.
En este trabajo logramos profundizar q un gas es un elemento completo en todas sus características.
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