"LAS PROPIEDADES CARACTERÍSTICAS SEGÚN LA TEORÍA CINÉTICA"
A los líquidos y gases.
1. La materia está formada por partículas muy pequeñas.
2. Esta en continuo movimiento.
3.La velocidad media varía según el estado físico.
4.En los gases la velocidad de traslación es grande y en los sólidos sólo hay movimiento de vibración.
5. Hay fuerzas de cohesión entre partículas aunque su intensidad varía desde los sólidos (muy intensas) a los gases (muy débiles).
6. La distancia entre partículas varía según el estado físico. En los sólidos muy juntas y en los gases muy separadas.
ESTADOS DE AGREGACIÓN DE LA MATERIA
SÓLIDO:
Están formados por partículas que se atraen con gran fuerza lo que las hace permanecer muy juntas y que su volumen y forma sean constantes. A pesa de ello las partículas que los forman están sometidas a una pequeñísima vibración alrededor de unas posiciones de equilibrio.
LÍQUIDO:
Las partículas que forman los líquidos se atraen fuertemente entre si lo que les hace tener volumen constante pero pueden cambiar de posición unas respecto de otras lo que permite que cambien su forma según sea la del recipiente que los contiene.
GAS:
Los gases están formados por partículas muy separadas debido a la poca atracción entre ellas, lo que les da gran movilidad y les permite ocupar la totalidad del recipiente que los contiene y así como adquirir su forma.
LOS GASES
Los gases tienen las siguientes características:
- Masa constante.
- Volumen variable, depende de la presión ejercida.
- Forma variable, depende de la del recipiente donde se encuentre.
- Son muy fluidos.
Ejemplos de gases: el aire(mezcla de gases), dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, amoniaco, sulfuro de hidrógeno.
La mayoría son incoloros, algunos son coloreados como el cloro de color amarillo verdoso.
La mayoría son inodoros, pero algunos tiene olor penetrante como el amoniaco y sulfuro de hidrógeno.
EL GAS QUE NOS RODEA: "LA ATMÓSFERA"
Es la capa gaseosa que cubre la Tierra y se mantiene unida a ella debido a la fuerza de atracción gravitatoria. El radio de la Tierra es de 6500 km y el espesor de la atmósfera es de unos 1000 km (los 30 primeros contienen el 99% de su masa ).
Composición
La atmósfera terrestre es una mezcla de gases.
Los más abundantes son:
Nitrógeno: 78% del volumen total del aire.
Oxígeno: 21 % del volumen total del aire.
En menor porcentaje contiene:
Dióxido de carbono, vapor de agua, gases nobles (argón, criptón , neón y helio), ozono y otras.
La presión atmosférica
Es la que se ejerce en todas las direcciones sobre los cuerpos situados en ella. Se debe al peso de la masa gaseosa situada sobre ellos. Fue medida por primera vez por E. Torriccelli en el siglo XVII.
La presión atmosférica normal a 0º C y al nivel del mar(altitud 0 m) es
1 atm = 760 mm de mercurio= 101300 Pa ≈ 1 bar
1 atm = 760 mm de mercurio= 101300 Pa ≈ 1 bar
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).
Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.
Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicos en condiciones de baja presión y alta temperatura.
Empíricamente, se observan una serie de relaciones entre la temperatura, la presión y el volumen que dan lugar a la ley de los gases ideales, deducida por primera vez por Émile Clapeyron en 1834.
Ecuación de los gases ideales
1. Ley de Avogadro
2. Ley de Boyle
3. Ley de Charles
4. Ley de Gay-Lussac
LEY DE AVOGADRO
Relación entre la cantidad de gas y su volumen
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,(la cantidad de gas la medimos en moles).
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. |
¿Por qué ocurre esto?
Aumentamos la cantidad de gas. Esto quiere decir que al haber mayor número de moléculas aumentará la frecuencia de los choques con las paredes del recipiente lo que implica (por un instante) que la presión dentro del recipiente es mayor que la exterior y esto provoca que el émbolo se desplace hacia arriba inmediatamente. Al haber ahora mayor distancia entre las paredes (es decir, mayor volumen del recipiente) el número de choques de las moléculas contra las paredes disminuye y la presión vuelve a su valor original.
Según hemos visto en la animación anterior, también podemos expresar la ley de Avogadro así:
(el cociente entre el volumen y la cantidad de gas es constante)
.
Ley de Boyle
Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante.
Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676.
Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte.
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.
Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte.
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.
El volumen es inversamente proporcional a la presión:
•Si la presión aumenta, el volumen disminuye.
•Si la presión disminuye, el volumen aumenta. |
¿Por qué ocurre esto?
Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.
Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión.
Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.
Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es:
(el producto de la presión por el volumen es constante)
Ley de Charles
Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante
¿Por qué ocurre esto?
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.
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. |
Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).
Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene el mismo valor.
Matemáticamente podemos expresarlo así:
(el cociente entre el volumen y la temperatura es constante)
Ley de Gay-Lussac
Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante
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.
Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.
La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:
•Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.
•Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión. |
Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, 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 de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:
(el cociente entre la presión y la temperatura es constante)
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