Leyes de los gases

Sector: Naturaleza
Nivel: 8|| Básico
Nombre Profesora: Nancy Erazo Rosa
Unidad V : “ Leyes de los gases”
GUÍA ACUMULATIVA/ 8º MEDIO
( Desarrollo de Ejercicios: Leyes de los Gases)
Nombre del Alumno: ____________________________Curso: ______ Fecha: _______
Puntaje Máximo:29 puntos
Puntaje Obtenido: ___________ Nota:
Instrucciones: Lee la guía y subraya lo que te sea significativo.
Desarrolla los ejercicios en tu cuaderno en forma
Ordenada.
ITEM I : De comprensión de texto. Lee con atención:
Ley de Boyle-Mariotte: Está 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. La ley
dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión:
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:
Además se obtiene despejada que:
Donde:
= Presión Inicial
= Presión Final
= Volumen Inicial
= Volumen Final
Ley de Charles : Es frecuentemente llamada ley de Charles o ley de Gay-
Lussac en la que 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
Además puede expresarse como:
Además se obtiene despejada:
donde:
•
•
•
V es el volumen
T es la temperatura absoluta (es decir, medida en Kelvin)
k es la constante de proporcionalidad
Ley de Gay-Lussac: Ésta Dice:
•
Si el volumen se mantiene constante, el cociente entre presión y temperatura
(Kelvin [1]) permanece constante:
Esta ley fue enunciada en 1805 por el físico y químico francés Louis Joseph GayLussac.
¿Por qué ocurre esto?
Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por lo
tanto aumenta el número de choques contra las paredes por unidad de tiempo, es decir,
aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede
cambiar.
Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento del proceso, el cociente entre la
presión y la temperatura tenía un valor constante.
Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura
T1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2,
entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:
Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura
absoluta. Es decir, las temperaturas han de expresarse en Kelvin.
LEY GENERAL DE LOS GASES:
La ley general de los gases o ley combinada dice que una masa de un gas ocupa un
volumen que está determinado por la presión y la temperatura de dicho gas. Estudian el
comportamiento de una determinada masa de gas si una de esas magnitudes permanece
constante.
Esta ley se emplea para todos aquellos gases ideales en los que el volumen, la presión y
la temperatura no son constantes. Además la masa no varía. La fórmula de dicha ley se
expresa:
(V1 * P1) / T1 = (V2 * P2) / T2
Es decir, el volumen de la situación inicial por la presión original sobre la temperatura
es igual a el volumen final por la presión nueva aplicada sobre la temperatura
modificada.
La presión es una fuerza que se ejerce por la superficie del objeto y que mientras
más pequeña sea ésta, mayor presión habrá.
Kelvin:
El kelvin (Símbolo K), es la unidad de temperatura de la escala creada por William
Thomson en el año 1848, sobre la base del grado Celsius, estableciendo el punto cero en
el cero absoluto (−273,15 °C) y conservando la misma dimensión. William Thomson,
quien más tarde sería Lord Kelvin, a sus 24 años introdujo la escala de temperatura
termodinámica, y la unidad fue nombrada en su honor.
Se toma como las unidad de temperatura en el Sistema Internacional de Unidades y se
corresponde a una fracción de 1/273,16 partes de la temperatura del punto triple del
agua. Se representa con la letra "K", y nunca "°K". Además, su nombre no es el de
"grado kelvin", sino simplemente "kelvin"; no se dice "19 grados Kelvin" sino "19
kelvin" o "19 K".
Coincidiendo el incremento en un grado Celsius con el de un kelvin, su importancia
radica en el 0 de la escala: a la temperatura de 0 K se la denomina cero absoluto y
corresponde al punto en el que las moléculas y átomos de un sistema tienen la mínima
energía térmica posible. Ningún sistema macroscópico puede tener una temperatura
inferior. A la temperatura medida en Kelvin se le llama "temperatura absoluta", y es la
escala de temperaturas que se usa en ciencia, especialmente en trabajos de física o
química.
Factores de conversión
La escala celsius se define en la actualidad en función del Kelvin.
•
grados Celsius a kelvin
Ejemplos de temperaturas notables:
•
•
Cero absoluto 0 K o −273,15 °C
Congelación del agua 273,15 K ó 0 °C
ITEM II: Desarrolla lo pedido en cada pregunta
1) Transforma desde grados Celsius a Kelvin. ( 1 punto cada una)
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
35ºC
49ºC
-75ºC
178ºC
-248ºC
87ºC
342ºC
2) Indica la formula para las siguientes leyes: ( 1 punto cada una)
a) Ley de Boyle
b) Ley de Charles
c) Ley de Gay Lussac
d) Ley General de los gases
3)De ejercicios ( 1 punto cada una)
1) Calcular la presión de un gas, si inicialmente se encuentra a 3 atm en un recipiente de
10 litros, el cual posteriormente aumenta su volumen llegando a 50 litros a temperatura
constante.
2) Establecer la nueva temperatura de un gas, el cual inicialmente ocupa un volumen de
20 litros a 298 Kelvin ( K), si el volumen final aumenta en 33 litros con respecto del
volumen inicial.
3) Si la presión inicial de un gas es 500 atm, las cuales se encuentran a 100 K, ¿cual será
la nueva presión del gas, si la temperatura inicial del recipiente donde se encuentra se
reduce llegando a 50 K?
4) Establecer la nueva temperatura de un gas, el cual inicialmente ocupa un volumen de
225 litros a 328 K, si el volumen final aumenta en 55 litros con respecto del volumen
inicial.