By Ley General de los Gases Ideales gy Saunes Cleopa,nR 14, 2016 4 pagcs 14 de abril de 201 0 Publicado por Mónica González Los gases perfectos obedecen a tres leyes bastante simples, que son la Ley de Boyle, la ley de Gay-Lussac y la Ley de Charles. Estas leyes son formuladas según el comportamiento de tres grandezas que describen las propiedades de los gases: volumen, presión y temperatura absoluta. La Ley de Boyle Esta ley fue formulada por el químico irlandés Robert goyle (1627-1691 ) y describe el comportamiento del gas ideal cuando se antiene su temperatura constante trasformación isotérmica). o View nut*ge Consideremos pues cierta cantidad de ga En el, aplicamos lent este modo no vamos ora óvil que contiene esa tapa, pues de del gas Observaremos entonces un aumento de la presión junto con una disminución del volumen de dicho gas, o sea, cuando la temperatura del gas se mantiene constante, la presión y el volumen son grandezas inversamente proporcionales. Esta es la ley de Boyle que puede ser expresada matemáticamente de la siguiente manera: Donde k es una constante que depende de la temperatura, e la masa y naturaleza del gas.
La transformación descrita es representada en la figura a continuación en un diagrama de de Gay-Lussac nos muestra el comportamiento de un gas cuando es mantenida su presión constante y son variables las otras dos grandezas: temperatura y volumen. Para entenderla, consideremos nuevamente un gas en un recipiente de tapa móvil. Esta vez calentaremos el gas y dejaremos libre la tapa, como muestra la figura a continuación: Hecho esto, veremos una expansión del gas junto con el aumento de la temperatura. El resultado será una elevación de la tapa y consecuentemente un aumento del volumen.
Observe que la presión sobre la tapa (en este caso la presión atmosférica) se mantiene constante. La ley de Gay-Lussac dice que en una transformación isobárica (presión constante), temperatura y volumen son dos grandezas directamente proporcionales. Esta ley se expresa matemáticamente de la siguiente forma: Donde k es una constante que depende de la presión, de la masa y de la naturaleza del gas. En un gráfico de volumen en función de a temperatura, tendremos el siguiente resultado: La ley de Charles En los casos anteriores, mantuvimos la temperatura del gas constante y después su presión.
Ahora mantendremos el volumen constante y analizaremos los resultados de ese procedimiento calentamiento como muestra la figura a continuación: Al sufrir el calentamiento, el gas intentará expandirse, pero esto será algo que no ocurrirá, pues la tapa esté trabada. El resultado será un aumento en la presión del gas sobre las paredes del recipiente La ley de Charles describe esta situación, o sea, en una ransformación isométrica (volumen constante), la presión y la temperatura serán grandezas directamente proporcionales.
Matemáticamente, la ley de Charles se expresa de la siguiente forma: Donde k es una constante que depende del volumen, de la masa y de la naturaleza del gas. El gráfico de presión en función de la temperatura absoluta queda de la siguiente forma: La Ecuación de Clapeyron Vimos a través de las tres leyes antenores como un gas Ideal se comporta cuando mantenemos una variable constante y variamos las otras dos.
La ecuación de Clapeyron puede ser entendida como una síntesis de esas tres leyes, relacionando presión, temperatura y vol 3Lvf4 ejercida por el gas, o sea, la presión también depende directamente de la masa del gas. Considerando estos resultados, Paul Emile Clapeyron (1799-1844) estableció una relación entre las variables de estado con la siguiente expresión matemática. Donde n es el número de moles y R es la constante universal de los gases perfectos. Esta constante puede asumir los siguientes valores: La ecuación general para los gases ideales
Consideremos una determinada cantidad de gas ideal confinado en un recipiente donde se puede variar la presión, el volumen y la temperatura, pero manteniendo la masa constante, o sea, sin alterar el número de moles. A partir de la ecuación de Clapeyron, podemos establecer la siguiente relación: Como fue descrito, el número de moles n y R son constantes. Se concluye entonces: Esto es, si variamos la presión, el volumen y la temperatura del gas con masa constante, la relación recién expresada, dará el mismo resultado. Para ent lo que esto significa, 4Lvf4 observe la figura a continu
