PROPIEDADES Y LEYES DE LOS GASES

ESTADOS DE LA MATERIA

Todas las sustancias que conforman el universo se

presentan en tres estados

fundamentales: sólido,

líquido, plasma o gaseoso.

A bajas temperaturas, los materiales se presentan como cuerpos de forma compacta y precisa; y sus átomos a menudo se entrelazan formando estructuras cristalinas, lo que les confiere la capacidad de soportar fuerzas sin deformación aparente. Los sólidos son calificados generalmente como duros y resistentes, y en ellos las fuerzas de atracción son mayores que las de repulsión.

ESTADO SOLIDO

ESTADO LIQUIDO

Si se incrementa la temperatura el sólido va "descomponiéndose" hasta desaparecer la estructura cristalina, alcanzando el estado líquido. Característica principal: la capacidad de fluir y adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene.

Incrementando aún más la temperatura se alcanza el estado gaseoso. Los átomos o moléculas del gas se encuentran prácticamente libres, de modo que son capaces de distribuirse por todo el espacio en el cual son contenidos.

ESTADOGASEOSO

El plasma es un gas ionizado, o sea, los átomos que lo componen se han separado de algunos de sus electrones o de todos ellos. De esta forma el plasma es un estado parecido al gas pero compuesto por electrones, cationes (iones con carga positiva) y neutrones, todos ellos separados entre si y libres, por eso es un excelente conductor.

ESTADO PLASMA

El estado gaseoso es un estado disperso de la materia, es decir , que las moléculas del gas están separadas unas de otras por distancias mucho mayores del tamaño del diámetro real de las moléculas. Resuelta entonces, que el volumen ocupado por el gas (V) depende de la presión (P), la temperatura (T) y de la cantidad o numero de moles ( n).

PROPIEDADES DELOS GASES

La presión de un gas, es el resultado de la fuerza ejercida por la s partículas del gas al chocar contra las paredes del recipiente. La presión determina la dirección de flujo del gas. Se puede expresar en atmósferas (atm), milímetros de mercurio (mmHg), pascales (Pa) o kilopascales (kpa). 1 atm = 760 mmHg La presión que ejerce el aire sobre la superficie de la tierra se llama presión atmosférica y varía de acuerdo con la altura sobre el nivel del mar;

PRESION EN LOS GASES

Espacio en el cual se mueven sus moléculas. Esta dado por el volumen del recipiente que lo contiene, pues por lo general se desprecia el espacio ocupado por sus moléculas. Se expresa en m3, cm3, litros o mililitros.

VOLUMEN EN LOS GASES

Es una propiedad que determina la dirección del flujo 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.

TEMPERATURA EN LOS GASES

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 peso molecular.

CANTIDAD EN LOS GASES

Es la relación que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros

DENSIDAD DE LOS GASES

La teoría cinética de los gases es una teoría física que explica el comportamiento y propiedades macroscópicas de los gases a partir de una descripción estadística de los procesos moleculares microscópicos. La teoría cinética se desarrolló con base en los estudios de físicos como Ludwig Boltzmann y James Clerk Maxwell a finales del siglo XIX.

TEORIA CINETICADE LOS GASES

LEYES DE LOS GASES

La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

LEY DE BOYLE

El volumen es inversamente proporcional a la presión:•Si la presión aumenta, el

volumen disminuye.•Si la presión disminuye, el

volumen aumenta.

P1•V1 = P2•V2 P2 =(P1•V1)/V2

Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios

de 1800. Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.

LEY DE GAY-LUSSAC

La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:

•Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.

•Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.

P α T P1•T2 = P2•T1

En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.

LEY DE CHARLES

El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas:

•Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta.

•Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye.

V α P T1•V2 = V1•T2

Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. Recuerda que la cantidad de gas la medimos en moles.

LEY DE AVOGADRO

El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas:

•Si aumentamos la cantidad de gas, aumentará el volumen.

•Si disminuimos la cantidad de gas, el volumen disminuye.

V α n V = K.n

Cuando se ponen en un mismo recipiente dos o más gases diferentes que no reaccionan entre sí : la presión ejercida por la mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de todo ellos.” Cada gas ejerce una presión independiente de los otras como si fuera el único gas dentro del recipiente.

LEY DE DALTON

Ptotal = P1 + P2 + P3 + ..........

Las leyes de Boyle y de Charles se pueden combinar en una ley que nos indica a la vez la dependencia del volumen de una cierta masa de gas con respecto a la presión y la temperatura. “ Para una masa determinada de cualquier gas, se cumple que el producto de la presión por el volumen dividido entre el valor de la temperatura es una constante”.

P1 · V1 · T2 = P2 · V2 · T1

LEY COMBINADA

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). La ecuación que describe normalmente la relación entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:

Diagrama presión-volumen a temperatura constante para un gas ideal.

APLICACIONES DE LAS LEYES DE LOS GASES

Los gases tienen múltiples aplicaciones. Son utilizados para acelerar o frenar procesos, calentar, enfriar, alterar y preservar productos. Son "trabajadores invisibles" que llevan cabo servicios invaluables para el hombre y el medioambiente, tales como: mantener frescos los alimentos, ayudarnos a respirar, y limpiar y mejorar la calidad del agua, entre otros. En suma, los gases están involucrados en el mantenimiento de la salud y el mejoramiento de la calidad de vida.

ALPINISMO

Cuando una persona asciende a una gran altura de forma rápida, le es difícil adaptarse al descenso de la presión de oxígeno que se produce. A cinco mil metros de altura, la presión del oxígeno en la atmósfera es la mitad que a nivel del mar. No es frecuente que las personas corrientes asciendan hasta cinco mil metros, a menos que sea en avión, que mantiene en la cabina presiones correspondientes a mil metros de altura, en las que no hay problema.

Los mayores riesgos se producen cuando personas poco habituadas realizan ascensos rápidos por encima de los 3000 metros. Se trata de alturas inusuales, al menos en nuestro país. En estos casos puede llegar a desarrollarse una inflamación (edema) pulmonar, con síntomas de fuerte tos, esputos rosados o sanguinolentos, fiebre, dificultad para respirar con intensa sensación de ahogo. Requiere el descenso inmediato y atención médica.

CAMARAS HIPERBARICAS

Medicina hiperbárica, también conocida como terapia con oxígeno hiperbárico, TOH es el uso médico del oxígeno a presiones por encima de la presión atmosférica. La terapia de administración de oxígeno en cámaras hiperbáricas es una modalidad de la oxigenoterapia en la que se utiliza un ambiente especial para su aplicación donde se crea una presión por encima de la atmosférica.

GLOBOS AEROSTATICOS

Un aerostato, o globo aerostático, es un aeronave no propulsada que se sirve del principio de los fluidos de Arquímedes para volar, entendiendo el aire como un fluido.Siempre están compuestos por una bolsa que encierra una masa de gas más ligero que el aire y de ahí que se conozcan popularmente como globos. En la parte inferior de esta bolsa puede ir una estructura sólida denominada barquilla o se le puede "atar" cualquier tipo de cuerpo, como por ejemplo un sensor.

ELABORADO POR:

Santiago MeléndezJesús Sierra

Jonathan Sierra