Ley de los gases ideales

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Los gases ideales son gases hipotéticos, idealizados del comportamiento de los gases reales en condiciones corrientes. Así, los gases reales manifestarían un comportamiento muy parecido al ideal a altas temperaturas y bajas presiones. Debido a su estado idílico, también se les conoce como gases perfectos.

Los gases ideales se encuentran en un estado homogéneo, las partículas del gas asumen volúmenes minúsculos, tomando la forma y el volumen del recipiente que lo contenga. Sus moléculas se encuentran muy separadas unas de otras, suponiendo que se suprimen las fuerzas y colisiones intermoleculares, por tanto el gas se puede comprimir o expandir con facilidad.

Empíricamente, se pueden observar una serie de relaciones entre la temperatura T, la presión P y el volumen V de los gases ideales.

Tabla de contenidos

1 Propiedades
- 1.1 Ecuación de estado
  - 1.1.1 Valores de R
- 1.2 Teoría Cinética Molecular
2 Ecuación General de los Gases Ideales
3 Procesos Gaseosos Restringidos
- 3.1 Ley de Boyle-Mariotte
- 3.2 Leyes de Charles y Gay-Lussac
4 Enlaces externos

[editar] Propiedades

[editar] Ecuación de estado

$P \cdot V = n \cdot R \cdot T$

Donde:

$P$ indica la presión del gas.
$V$ indica el volumen del gas.
$n$ es el número de mol-gramos del gas.
$R$ la constante de los gases.
$T$ la temperatura del gas en K.

Esta ecuación de estado reúne las leyes anteriores, expresando la relación que existe entre las magnitudes relevantes en los gases ideales, y describe satisfactoriamente el comportamiento de los gases en condiciones de bajas presiones y altas temperaturas. Cuando la presión aumenta mucho o la temperatura disminuye, el comportamiento de los gases se aparta del descrito por esta ecuación.

[editar] Valores de R

Valores de R
8,314472 ^J/_{K · mol}
0,08205746 ^{L · atm}/_{K · mol}
8,2057459 x 10^-5 ^{m³ · atm}/_{K · mol}
8,314472 ^{L · kPa}/_{K · mol}
62,3637 ^{L · mmHg}/_{K · mol}
62,3637 ^{L · Torr}/_{K · mol}
83,14472 ^{L · mbar}/_{K · mol}
1,987 ^cal/_{K · mol}
10,7316 ^{ft³ · psi}/_{°R · lbmol}

[editar] Teoría Cinética Molecular

Desarrollada por Ludwig Boltzmann y Maxwell. Nos indica las propiedades de un gas noble a nivel molecular.

Todo gas está formado por pequeñas partículas esféricas llamadas moléculas.
Las moléculas gaseosas se mueven a altas velocidades, en forma recta y desordenada.
Los gases ejercen una presión continua al recipiente debido a los choques de las moléculas con las paredes de éste.
Los choques moleculares son perfectamente elásticos. No hay cambio de energía.
No se toman en cuenta las interacciones de atracción y repulsión molecular.
La energía cinética media de la translación de una molécula es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas.

[editar] Ecuación General de los Gases Ideales

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.

$\cfrac{P1 \cdot V1}{T1}=\cfrac{P2 \cdot V2}{T2}$

[editar] Procesos Gaseosos Restringidos

Procesos realizados mientras se mantiene constante la masa del gas, y uno de sus otros 3 factores: Volúmen, Temperatura o Presión.

[editar] Ley de Boyle-Mariotte

Artículo principal: Ley de Boyle-Mariotte

También llamado proceso isotérmico. Afirma que, a temperatura constante, el volumen de un gas es inversamente proporcional a su presión:

$P1 \cdot V1 = P2 \cdot V2$

[editar] Leyes de Charles y Gay-Lussac

Artículo principal: Ley de Charles y Gay-Lussac

En 1802, Louis Gay Lussac publica los resultados de sus experimentos, basados en los que Jacques Charles hizo en el 1787. Se considera así al proceso isobárico para la Ley de Charles, y al isométrico para la ley de Gay Lussac.

Proceso isobárico:

$\cfrac{V1}{T1}= \cfrac{V2}{T2}$