Estudio de gases. Estudio del comportamiento de los gases

Gas y vapor
La diferencia entre gas y vapor se obtiene a partir de la temperatura crítica. El vapor es materia en estado gaseoso, un estado que se puede licuar al aumentar la presión. El gas no es lo mismo. Es un fluido que no se puede licuar con un simple aumento de presión. Esto hace que el gas sea diferente del vapor.
Comportamiento de los gases
Una sustancia dada en estado gaseoso es un gas si su temperatura es más alta que la temperatura crítica, si la temperatura es igual o más baja que la temperatura crítica, la sustancia es vapor.
Los gases reales que normalmente conocemos, como el helio, el nitrógeno y el oxígeno, tienen características moleculares diferentes y particulares de cada uno. Sin embargo, si los ponemos todos a altas temperaturas y bajas presiones, comienzan a mostrar un comportamiento muy similar. En el estudio de los gases se adopta un modelo teórico sencillo, que en la práctica no existe, con un comportamiento similar al de los gases reales. Esta aproximación mejora cuanto menor es la presión y mayor la temperatura. Este modelo de gas se llama

gas perfecto.
Alrededor de los siglos XVII y XIX, tres científicos (Jacques Charles, Louis J. Gay-Lussac y Paul E. Clayperon), después de estudiar el comportamiento de los gases, elaboró ​​leyes que rigen el comportamiento de los gases perfectos, también llamados gases ideales. Las leyes determinadas por ellos establecen las reglas del comportamiento "externo" del gas perfecto, lo que lleva a solo cuenta las cantidades físicas que se les asocian, que son: volumen, temperatura y presión.
Ley general de los gases perfectos
La expresión que determina la ley general de los gases perfectos se puede ver de la siguiente manera:

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donde p_O, V_O y T_O son la presión inicial, el volumen inicial y la temperatura inicial, respectivamente. Ésta es una expresión que se usa cuando las variables de un gas varían.
Ley de Boyle
Robert Boyle, físico y químico, fue quien determinó la ley que rige las transformaciones que sufre un gas, cuando su temperatura se mantiene constante. Su ley dice que cuando un gas sufre una transformación isotérmica, su presión es inversamente proporcional al volumen ocupado. De esta ley obtenemos que cómo T_O = T tenemos que:

PAG_OV_O = pV

Ley de Charles

La ley de Charles es la ley que gobierna las transformaciones de un gas perfecto a volumen constante. Estas transformaciones se denominan transformaciones isocóricas o isométricas. Según esta ley, cuando una masa de gas perfecta sufre una transformación isocórica, su presión es directamente proporcional a su temperatura absoluta. Matemáticamente, esta ley se puede expresar de la siguiente manera:

donde p_O y T_O son la presión inicial y la temperatura inicial respectivamente.

Ley de Gay-Lussac
La ley de Gay-Lussac es la ley que gobierna las transformaciones de un gas perfecto a presión constante. Esta ley, a pesar de llevar el nombre de Gay-Lussac, ya había sido descubierta por el físico y químico A.C. Charles. Según la ley, cuando un gas sufre una transformación isobárica, el volumen del gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta. Matemáticamente, esta ley se puede expresar de la siguiente manera:

Donde V_O y T_O corresponden respectivamente al volumen inicial y la temperatura inicial.

Por Marco Aurélio da Silva

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SANTOS, Marco Aurélio da Silva. "Estudio de gases"; Escuela Brasil. Disponible: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/estudo-dos-gases.htm. Consultado el 27 de junio de 2021.