Gasideal es aquel donde el colisiones entre partículas son perfectamente elásticas. Entre sus partículas, no hay ningún tipo de interacción, como efectivo atractivas o repulsivas, además, estas partículas no ocupan espacio.
De acuerdo con teoría cinética de los gases, el estado termodinámico de un gas ideal está completamente descrito por las variables de presión, volumen y temperatura.
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concepto de gas ideal
Los gases ideales se componen exclusivamente de partículasendimensionespuntual (de tamaño insignificante) que están en movimientocaótico es en elevadovelocidad. En este tipo de gas, la temperatura y la velocidad de traslación de las partículas son proporcionales.
Dado que no hay interacción entre las partículas de un gas ideal, la energía interna de este gas es siempre igual a la suma de los energía cinética de todas las partículas que lo constituyen.
Cualesquiera que sean los gases ideales, siempre tendrán el mismo númeroenpartículas para el mismo volumen. Su masa, a su vez, dependerá directamente de tu masa molar (medido en g / mol), además, 1 mol de gas ideal (aproximadamente 6.0.1023 partículas) siempre ocupará un volumen igual a 22,4 l.
Tú gasesverdadero, donde hay ocurrencia de colisionesno elástico entre partículas, se acercan mucho al comportamiento de los gases ideales en regímenes de baja presión y alta temperatura. Casualmente, en condiciones normales de presión y temperatura en la Tierra (25 ° C y 1 atm), la mayor parte del Los gases se comportan como gases ideales, y esto facilita el cálculo de predicciones sobre el comportamiento termodinámico. su.
Algunos gases, como el vapor de agua, que se diluye en el gas atmosférico, no se pueden considerar gases ideales pero si gasesverdadero. Estos gases tienen interacciones significativas entre sus partículas, que pueden condensar, provocando que licuar, si hay uno caída de temperatura.
Características de los gases ideales
Compruébalo en resumen, algunas características de los gases ideales:
- En ellos sólo se producen colisiones perfectamente elásticas entre partículas;
- En ellos no hay interacciones entre partículas;
- En ellos, las partículas tienen dimensiones insignificantes;
- 1 mol de gas ideal ocupa un volumen de 22,4 l, independientemente de cuál sea el gas;
- Los gases reales se comportan como gases ideales cuando se encuentran bajo regímenes de baja presión y alta temperatura;
- La mayoría de los gases se comportan de manera similar a los gases ideales.
ley de los gases ideales
El estudio de los gases desarrollado por académicos Charlesboyle,JoséLuisgay-lussac y RobertBoyle condujo a la aparición de tres leyes empíricas, utilizado para explicar el comportamiento de los gases ideales en regímenes de temperatura, presión y volumenconstantes, respectivamente.
Juntas, estas leyes formaron la base necesaria para el surgimiento de ley de los gases ideales, que relaciona el estado termodinámico inicial de un gas, definido por las cantidades P1, T1 y V1, Con su estado termodinámico final (PAG2, V2 y T2), después de haber sufrido algunos transformación de gas.
Revisar la fórmula de la ley general de los gases:
La ley general de los gases establece que producto da presión piel volumendelgas, dividido por la temperatura termodinámica, en kelvin, es igual a una constante. Esta constante, a su vez, es descrita por la ecuación de clapeyron, mirar:
No - número de moles (mol)
R - constante universal de gases perfectos (0.082 atm.l / mol. K o 8,31 J / mol. K)
En la fórmula, PAG es la presión ejercida por el gas, V es el volumen ocupado por este gas, y T es la temperatura, medida en kelvin. La grandeza No se refiere al número de lunares, mientras que R es la constante universal de los gases ideales, que a menudo se mide en unidades de atm.l / mol. K o en J / mol. K, siendo este último adoptado por el SI.
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Energía interna del gas ideal
LA energíainterno de gases ideales se puede calcular utilizando el producto entre los constanteenBoltzmann y la temperatura termodinámica, tenga en cuenta:
KB - Constante de Boltzmann (KB = 1,38.10-23 J / K)
A partir de la relación anterior, que nos permite calcular la energía cinética media a partir de las partículas de un gas ideal, extraemos la siguiente fórmula, que se puede utilizar para calcular lo que velocidad cuadrática media de las moléculas de un gas ideal, para una temperatura dada T, observe:
METRO - masa molar (g / mol)
Esta fórmula le permite ver que un adiciónatemperatura de un gas ideal da como resultado un aumento en la velocidad cuadrática media de las partículas.
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Ejercicios resueltos sobre gases ideales
Pregunta 1) Dos moles de un gas ideal, y a una presión de 1 atm, se encuentran a una temperatura de 227 ° C. Calcule, en litros, el volumen que ocupa este gas.
Datos: R = 0,082 atm.l / mol. K
a) 75 l
b) 82 l
c) 15 l
d) 27 l
e) 25 l
Plantilla: Letra b
Resolución:
Para calcular el volumen de este gas usaremos la ecuación de Clapeyron, sin embargo, antes de hacer el cálculo, es necesario transformar la temperatura de 227 ° C en un kelvin. Para ello sumamos el factor 273 a esta temperatura, resultando una temperatura de 500 K.
Según la resolución, el volumen que ocupa el gas es de 82 litros.
Pregunta 2) Un gas ideal ocupa un volumen de 20 l, cuando se le somete a una presión de 3 atm, por lo que su temperatura permanece constante, mientras que su volumen se triplica. Calcule la presión final de este gas después de que haya pasado por esta transformación.
a) 1 atm
b) 3 atm
c) 5 atm
d) 8 atm
e) 9 atm
Plantilla: Letra a
Resolución:
Para resolver este ejercicio, usaremos la ley general de los gases, tenga en cuenta:
Para realizar el cálculo fue necesario asignar un volumen de 60 l al gas, ya que su volumen se triplicó durante la transformación.
Por Rafael Hellerbrock
Profesor de física