1. Universidad de Guadalajara Escuela Preparatoria Regional de Ameca Física 2 “Gases” Maestro: Juan José Ramírez Aguayo Alumno:Edgar Octavio Guillén Rico Grupo:2º “A” T/m Lugar y Fecha: Ameca Jalisco a 20 de Marzo del 2010 1

2. Índice Objetivo………………………………………………………… 4 Introducción………………………………………………….. 5 Justificación………………………………………………….. 7 Contenido: Los Gases………………………………………. 8 ¿Qué son?..................................................................... 8 Propiedades y Magnitudes………………………………. 9 Leyes de los Gases……………………………………….. 14 Ley de Avogadro……………………………… 14 Ley de Boyle…………………………………... 16 Ley de Charles………………………………... 18 Ley de Dalton………………………………….. 20 Ley de Gay- Lussac…………………………… 22 2

3. Gases Finales…………………………………………. 24 Comportamiento de los Gases…………………….. 27 Gases Ideales…………………………………………. 30 Ecuación General…………………………………….. 31 Características…………………………………………34 Gases Reales…………………………………………..35 Teoría Cinética Molecular………………………….... 37 Conclusión…………………………………………………………. 41 Resumen…………………………………………………………… 42 Opinión……………………………………………………………… 45 Referencias Bibliográficas …………………………………….46 3

4. Los Gases Objetivo: Explicar las propiedades de los gases ideales y las diferentes leyes que rigen su comportamiento. Reconocer las propiedades que poseen los gases. Aplicar las diferentes leyes en problemas cotidianos. Diferenciar entre los gases reales y los gases ideales. Identificar las diferentes magnitudes relacionadas con los gases, así como identificar sus unidades de medición. Conocer la teoría cinética molecular. 4

5. Introducción Como sabemos existen tres estados de agregación de la materia, que son el liquido, el solido y el gaseoso.. En estas diapositivas se abordará el tema de los gases, así como de sus propiedades, magnitudes y leyes. El estado gaseoso se caracteriza porque las fuerzas de cohesión de sus moléculas son casi nulas. 5

6. Además de que toman la forma del recipiente que los contiene. Todo lo anterior les brindan a los gases ciertas propiedades que estudiaremos mas adelante. También estudiaremos las diferentes leyes sobre los gases y algunos tipos de gases. 6

7. Justificación Este trabajo se realiza con la finalidad de complementar y reforzar los conocimientos de la materia de física, en cuanto al tema de los gases se refiere, ya que es un tema de plena importancia en nuestra vida. Se pretende dar un enfoque y un aprendizaje general del tema al lector para que este sea capaz de entenderlo y analizarlo de forma sencilla y se familiarice con los tecnicismos que aparecen. 7

8. ¿Qué son? Se denomina gas al estado de agregación de la materia que no tiene una forma, tamaño, o volumen determinado, ya que son moléculas no unidas, expandidas que se encuentran en movimientos casi al azar y con poca fuerza de atracción. 8

9. Propiedades ExpansiónUn gas no tiene forma ni volumen definidos. Adquiere la forma y el volumen del recipiente en el que se encuentra. *PresiónDefine el sentido del flujo de la masa gaseosa a menos que alguna causa lo impida. 9

10. DensidadLa densidad es la relación que existe entre la masa de una sustancia y su volumen DifusiónEs el proceso de dispersión espontánea sin ayuda adicional, para que un gas ocupe uniformemente un espacio. 10

11. Magnitudes 1. PresiónSe trata de la fuerza que ejerce el gas contra las paredes del recipiente que lo contiene. En el caso de los gases, es necesario tomar en cuenta la presión atmosférica. UNIDADES1 at = 76 cmHg = 760 mm Hg = 760 Torr = 14,7 lb/pulgs 11

12. 2.VolumenEs el espacio que ocupa un gas.UNIDADES1m3 = 1000 L = 1000 dm3 1 l = 1dm3 1l = 1000 ml = 1000 cm3 1 ml = 1 cm3 = 1cc 12

13. 3.TemperaturaEs el nivel calorífico de una sustancia. UNIDADESGeneralmente se emplea la escala Kelvin cuando se trabaja con gases 13

14. Leyes de los Gases Ley de Avogadro Supongamos que tenemos una cierta cantidad de gas n1 que ocupa un volumen V1. Si variamos la cantidad de gas hasta un nuevo valor n2, entonces el volumen cambiará a V2, y se cumplirá: 14

15. Ejemplo Sabemos que 3.50 L de un gas contienen 0.875 mol. Si aumentamos hasta 1.40 mol, ¿cuál será el nuevo volumen del gas? Solución:V1n2 = V2n1 (3.50 L) (1.40 mol) = (V2) (0.875 mol) Comprueba que si despejamos V2 obtenemos un valor de 5.60 L 15

16. Ley de Boyle Mariotte “A temperatura constante, el volumen de una masa gaseosa es inversamente proporcional a la presión que se aplica”. Tenemos un volumen de gas V1 que se encuentra a una presión P1. Si variamos el volumen de gas hasta V2, entonces la presión cambiará a P2. 16

17. Ejemplo 4.0 L de un gas están a 600.0 mmHg de presión. ¿Cuál será su nuevo volumen si aumentamos la presión hasta 800.0 mmHg? Solución: P1V1 = P2V2(600.0 mmHg) (4.0 L) =(800.0 mmHg) (V2) Si despejas V2 obtendrás un valor para el nuevo volumen de 3L. 17

18. Ley de Charles “A presión constante, el volumen de la masa de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas”. Si tenemos un volumen de gas V1 que se encuentra a una temperatura T1 y variamos el volumen de gas hasta V2, entonces la temperatura cambiará a T2. 18

19. Ejemplo Un gas tiene un volumen de 2.5 L a 298 °K. ¿Cuál será su nuevo volumen si bajamos la temperatura 10 °K? Solución:T1=298º K T2= 288º K Ahora sustituimos los datos en la ecuación: 2.5 ? 298 288 Si despejas V2 obtendrás el nuevo volumen de 2.37L. 19

20. Ley de Dalton Establece que en una mezcla de gases cada gas ejerce su presión como si los restantes no estuvieran presentes. La presión específica de un determinado gas se llama presión parcial, (p). La presión total de la mezcla se calcula sumando las presiones parciales de los gases que la componen. 20

21. Ejemplo Presión atmosférica (760 mm de Hg) = pO2 (160 mm Hg) + pN2 (593 mm Hg) pCO2 (0.3 mm Hg) pH2O (alrededor de 7 mm Hg) 21

22. Ley de Gay - Lussac “La presión de una masa de un gas a volumen constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta”. Tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura T1 al comienzo. Si variamos la temperatura hasta T2, entonces la presión cambiará a P2. 22

23. Ejemplo El volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg a una temperatura de 298°K. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg? Solución:Sustituimos los datos en la ecuación 970mmHg 760mmHg 298º K T2 Si despejas T2 Obtendrás la nueva temperatura:233.48ºK 23

24. Gases Finales Los gases no se expanden infinitamente, sino que llega un momento en el que no ocupan más volumen. El comportamiento de un gas concuerda con el comportamiento ideal cuanto más sencilla sea su fórmula química y menor sea su reactividad. 24

25. Los gases nobles al ser monoatómicos, tendrán un comportamiento cercano al ideal. Les seguirán los gases diatómicos. Menos ideales serán los triatómicos y asi de forma sucesiva. 25

26. Esto es porque cuanto más grande es la partícula fundamental constituyente del gas, mayor es la probabilidad de colisión entre ellas, factor que hace disminuir la idealidad. 26

27. Comportamiento de los Gases Para el comportamiento térmico de partículas existen cuatro cantidades que son de gran interés: presión, volumen, temperatura y masa de la muestra del material. 27

28. Cualquier gas se considera un fluido, porque tiene propiedades que le permiten comportarse como tal. Un gas tiende a ser activo químicamente debido a que su superficie molecular es también grande. 28

29. El volumen que ocupa el gas es mínimo, en comparación con el volumen total del recipiente. Las moléculas de un gas se encuentran en constante movimiento, por lo que chocan entre sí, o contra las paredes del recipiente que las contiene. 29

30. 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 elásticos (conservación energía cinética). 30

32. No hay fuerza de atracción entre las moléculas. Las colisiones son perfectamente elásticas. (Conservan la energía cinética) 32

33. Para una misma masa gaseosa, podemos afirmar que existe una constante directamente proporcional a la presión y volumen del gas, e inversamente proporcional a su temperatura. 33

34. Ecuación Gral. de los Gases Ideales Partiendo de la ecuación de estado: Tenemos que: Donde R es la constante universal de los gases ideales, luego para dos estados del mismo gas, 1 y 2: 34

35. Gases Reales Los gases reales son los que en condiciones ordinarias de temperatura y presión se comportan como gases ideales; pero si la temperatura es muy baja o la presión muy alta, las propiedades de los gases reales se desvían en forma considerable de las de los gases ideales. 35

36. La ecuación más sencilla y la más conocida para analizar el comportamiento de los gases reales presenta la siguiente forma: P.V = Z.R.T P: presión absoluta. V: volumen. R: constante universal de los gases. T: temperatura absoluta. Z:factor de corrección para que la ecuación se pueda seguir aplicando a los gases reales 36

37. Teoría Cinética Molecular Esta teoría fue desarrollada por Ludwig Boltzmann y Maxwell. Nos indica las propiedades de un gas ideal a nivel molecular. 37

38. “Todo gas ideal está formado por pequeñas partículas puntuales (átomos o moléculas)”. “Las moléculas gaseosas se mueven a altas velocidades, en forma recta y desordenada”. 38

39. “Un gas ideal ejerce una presión continua sobre las paredes del recipiente que lo contiene”. “Los choques moleculares son perfectamente elásticos. No hay pérdida de energía cinética”. 39

40. “No se tienen en cuenta las interacciones de atracción y repulsión molecular”. “La energía cinética media de la translación de una molécula es proporcional a la temperatura absoluta del gas”. 40

41. Conclusiones Para concluir, rescataré las siguientes ideas y puntos clave de esta presentación que nos servirán para reafirmar lo antes visto: En los gases, las moléculas se mueven desorden con constantes choques, y sus fuerzas de atracción son muy débiles, ocupan todo el recipiente que lo contiene y poseen todas las características de un fluido. Tiene las siguientes propiedades: Expansión, Presión, Densidad y Difusión y existen diferentes leyes referentes a la relación entre los gases y estas propiedades. Existen dos clases de gases, los reales y los ideales, su clasificación depende del numero de moléculas, fuerzas de atracción y factores como la temperatura. 41

42. Resumen Los gases no poseen una forma, tamaño, o volumen determinado, tienen moléculas no unidas, expandidas que se encuentran en movimientos casi al azar y con poca fuerza de atracción. Propiedades 1. Expansión: No tienen forma ni volumen definido. 2. Presión :Define el sentido del flujo de la masa gaseosa. 3. Densidad : Es la relación que existe entre la masa de y volumen. 4. Difusión : Es la dispersión espontánea, para que un gas ocupe un espacio. 42

43. Ley de Avogadro: Establece la relación entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presión. Ley de Boyle Mariotte: “A temperatura constante, el volumen de una masa gaseosa es inversamente proporcional a la presión que se aplica”. Ley de Charles “A presión constante, el volumen de la masa de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas”. Ley de Dalton Establece que en una mezcla de gases cada gas ejerce su presión como si los restantes gases no estuvieran presentes. 43

44. Ley de Gay – Lussac “La presión de una masa de un gas a volumen constante es directamente proporcional a su temperatura absoluta”. Gas Ideal Presentan estas características: Número de moléculas mínimo comparado con el volumen de un gas. No hay fuerza de atracción entre las moléculas, colisiones elásticas. Gases Reales En condiciones ordinarias de temperatura y presión se comportan como gases ideales; pero si la temperatura es muy baja o la presión muy alta, sus propiedades se desvían en forma considerable de las de los gases ideales. 44

45. Opinión Para mi, este tema es uno muy interesante porque muchas veces nos cuesta un poco de trabajo asimilar información referente a la física, pero si se hace de esta manera, el aprendizaje será mejor y mas placentero. Se han aprendido cosas muy importantes sobre los gases como sus leyes, y se está mas familiarizado con sus propiedades y los factores que intervienen. 45

46. Referencias Bibliográficas Rañada, A. y otros. Física Básica. Alianza Editorial. Madrid. 1997 Resnick, R y otros. Física . CECSA. 1993 Tipler, P.A. Física. Editorial Reverté. Barcelona. 1994 http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_ideales http://personal.telefonica.terra.es/web/jpc/gases/ http://www.scribd.com/doc/6655147/Leyes-de-Los-Gases Espero que hayas aprendido y disfrutado de esta presentación 46