Post on 30-Oct-2018
temperatura
escala
absoluta empíricaabsoluta atmosférica manométrica
presión
Boyle Charles Gay‐Lussac Avogadro
PV = k´T y n ctes
V/T = k´´P y n ctes
P/T = k´´´V y n ctes
V/n = Vm
P y T ctes
volumen mol
PV = nRT
Estado de agregación
Volumen Forma Compresibilidad Densidad
Sólidos Conservan su volumen
definida Prácticamenteincompresibles
alta
Líquidos Conservan su volumen
La del recipiente que lo contiene
Ligeramente compresibles
media
Gases indefinido Indefinido compresibles baja
fluidos
Condensados (líquidos)
No condensados (gases)
Es importante mencionar que un “gas” es una sustancia que se encuentra en ese estado a temperatura y presión normales, mientras que “vapor” es la forma gaseosa de cualquier sustancia que normalmente es líquida o sólida a condiciones normales.
Idea clave: temperatura crítica
condiciones normales:Presión = 1 bar1 atm = 1.01325 barTemperatura = 273.15 K273.15 K = 0ºC
condiciones estándar:Presión = 1 bar1 atm = 1.01325 barTemperatura = 298.15 K298.15 K = 25ºC
¿Gas? Temperatura crítica (K)
El O2 (es esencial para la vida) 154.58
H2O 647.14
H2S (venenoso) 373.40
HCN (venenoso) 511.55
CO (tóxico) 132.85
NO2 (tóxico) 431.01
O3 (tóxico) 261.05
SO2 (tóxico) 430.80
He (químicamente inerte) 5.19
Ar (químicamente inerte) 150.86
Ne (químicamente inerte) 44.40
Temperatura crítica (ºC)
‐118.57
373.99
100.25
238.4
‐140.3
157.86
‐12.1
157.65
‐267.96
‐122.29
‐228.75
A condiciones normales (0ºC)
Si es gas
A 100ºC es un vapor
No es gas, es vapor
No es gas, es vapor
Si es gas
No es gas, es vapor
Si es gas
No es gas, es vapor
Si es gas
Si es gas
Si es gas
Un gas ideal es un gas(hipotético) que cumple laecuación de estado:
PV = nRT
Los gases reales obedecen esta leysólo en el límite de densidad cero,donde las fuerzas intermolecularesson despreciables
Las propiedades o variables independientes de un sistema quepueden tomar valores arbitrarios se denominan parámetros deestado (coordenadas termodinámicas, propiedades del sistema).
La ecuación de estado del sistema es la relación matemática queexiste entre los valores de las propiedades de estado. Tiene unúnico valor para cada estado de equilibrio termodinámico.
Las ecuaciones de estado relacionan las diferentes variables deestado de un sistema. Así, dos estados de un sistema son diferentessi el valor de alguna variable de estado es diferente y sólo en esecaso (recordar definición de proceso).
Leyes empíricas
Ley
Boyle Charles Gay‐Lussac Avogadro
PV = k´T y n ctes
V/T = k´´P y n ctes
P/T = k´´´V y n ctes
V/n = Vm
P y T ctes
Ecuaciones de estado
La Ley de Boyle establece que la presión de una muestra de gasen un recipiente cerrado es inversamente proporcional alvolumen del recipiente, cuando la temperatura y la cantidad desustancia son constantes.
P α 1/V
PV = constante
P1V1 = P2V2
Ecuación de proceso
PV = k´Ecuación de estado
La Ley de Charles establece que cuando se aumenta latemperatura el volumen de un gas aumenta directamenteproporcional, cuando el cantidad de sustancia y la presiónpermanecen constantes.
V α T
V/T = constante
V/T = k´´
V1/T1 = V2/T2
Ecuación de estado
Ecuación de proceso
La Ley de Gay‐Lussac establece que cuando se aumenta latemperatura, la presión de un gas aumenta directamenteproporcional, cuando el cantidad de mol (n) y el volumenpermanecen constantes.
P α T
P/T = constante
P/T = k´´´
P1/T1 = P2/T2
Ecuación de estado
Ecuación de proceso
La Ley de Avogadro establece que el volumen de un gas esdirectamente proporcional a la cantidad de mol (n), cuando latemperatura y la presión permanecen constantes.
Hipótesis de Avogadro: Dos volúmenes iguales degases distintos, a la misma temperatura y presión,contienen el mismo número de moléculas.
V α n V/n = constante
V/n = Vm
V1/n1 = V2/n2
Ecuación de estado
Ecuación de proceso
La unificación de las tres primeras leyes da lugar a la llamada Ley combinada:
PV/T = constante
P1V1/T1 = P2V2/T2
Presión absoluta
Temperatura absoluta
Manejo de diferentes unidades en P, T y V
Ecuación de estado
Ecuación de proceso
Añadiendo la ley de Avogadro, da lugar a la ecuaciónLey general del estado gaseoso:
PV = nRTPresión absoluta
Temperatura absoluta
Manejo de unidades en P, T y V congruentes a las unidades de R
Si:P= 1 atm; n= 1 mol; T=273.15 K; V=22.4 L
R = PV/nT
¿Cuál es el valor de R?