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Gases Ideales

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En el caso de un gas ideal, donde la interacción entre sus partículas es despreciable, existen relaciones directas y simples entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad de gas.

>Modelo

ID:(1510, 0)



Gases Ideales

Storyboard

En el caso de un gas ideal, donde la interacción entre sus partículas es despreciable, existen relaciones directas y simples entre la presión, el volumen, la temperatura y la cantidad de gas.

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$C_{pn}$
C_pn
Constante presión por mol
Pa/mol
$M_1$
M_1
Masa de la componente 1
kg
$M_2$
M_2
Masa de la componente 2
kg
$M_3$
M_3
Masa de la componente 3
kg
$M_{m1}$
M_m1
Masa molar de la componente 1
kg/mol
$M_{m2}$
M_m2
Masa molar de la componente 2
kg/mol
$M_{m3}$
M_m3
Masa molar de la componente 3
kg/mol
$n_1$
n_1
Número de moles de la componente 1
mol
$n_2$
n_2
Número de moles de la componente 2
mol
$n_3$
n_3
Número de moles de la componente 3
mol
$N_1$
N_1
Número de partículas de la componente 1
-
$N_2$
N_2
Número de partículas de la componente 2
-
$N_3$
N_3
Número de partículas de la componente 3
-
$n$
n
Número total de moles
mol
$N$
N
Número total de partículas
-
$p_1$
p_1
Presión parcial de la componente 1
Pa
$p_2$
p_2
Presión parcial de la componente 2
Pa
$p_3$
p_3
Presión parcial de la componente 3
Pa
$p$
p
Presión total de todas las componentes
Pa

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación:   a ,  luego, seleccione la variable:   a 

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

 Variable   Dado   Calcule   Objetivo :   Ecuación   A utilizar



Ecuaciones

El número de moles ($n$) corresponde a el número de partículas ($N$) dividido por el número de Avogadro ($N_A$):

equation=3748

Si multiplicamos el numerador y el denominador por la masa de la partícula ($m$), obtenemos:

$n=\displaystyle\frac{N}{N_A}=\displaystyle\frac{Nm}{N_Am}=\displaystyle\frac{M}{M_m}$



As que es:

equation

El número de moles ($n$) corresponde a el número de partículas ($N$) dividido por el número de Avogadro ($N_A$):

equation=3748

Si multiplicamos el numerador y el denominador por la masa de la partícula ($m$), obtenemos:

$n=\displaystyle\frac{N}{N_A}=\displaystyle\frac{Nm}{N_Am}=\displaystyle\frac{M}{M_m}$



As que es:

equation

El número de moles ($n$) corresponde a el número de partículas ($N$) dividido por el número de Avogadro ($N_A$):

equation=3748

Si multiplicamos el numerador y el denominador por la masa de la partícula ($m$), obtenemos:

$n=\displaystyle\frac{N}{N_A}=\displaystyle\frac{Nm}{N_Am}=\displaystyle\frac{M}{M_m}$



As que es:

equation


Ejemplos

En el modelo del gas ideal, este se representa mediante peque as esferas que rebotan contra las paredes de la caja que las contiene. Dado que no interact an entre s , el tipo de gas al que pertenecen no afecta el comportamiento general; lo relevante es la cantidad de impactos que generan sobre las superficies. Por ello, lo fundamental es el n mero total de part culas que colisionan, independientemente de su tipo.

simulation

Experimento:

Es posible activar o desactivar distintos gases, e incluso desactivar un tipo espec fico y transferir su cantidad de part culas a otro tipo. Al hacerlo, se puede observar que el n mero promedio de impactos por unidad de tiempo permanece constante, lo que ilustra el principio de las presiones parciales.

Un gas en el que sus part culas no interact an se denomina gas ideal. Podemos imaginarlo de la siguiente manera:

• Consiste en una serie de esferas contenidas dentro de un recipiente un volumen ($V$).
• La velocidad de estas part culas depende de la temperatura absoluta ($T$).
• Generan una presi n de ERROR:5224,0 a trav s de rebotes con las paredes del recipiente.

image

El gas ideal se caracteriza por la ausencia de energ as potenciales entre las part culas. Es decir, las energ as potenciales que podr an existir entre las part culas $i$ y $j$ con posiciones $q_i$ y $q_j$ son nulas:

equation=9517

Al emplear el concepto de mol, podemos establecer una relaci n directa entre la cantidad de sustancia de un gas y la cantidad de part culas de el número de partículas ($N$) presentes en l. Esto simplifica los c lculos y permite una conexi n m s intuitiva entre la cantidad de gas y las propiedades que lo describen, tales como la presión ($p$), el volumen ($V$) y la temperatura absoluta ($T$).

La constante el número de Avogadro ($N_A$), que es aproximadamente igual a $6,02\times 10^{23}$, representa una constante fundamental en la qu mica y se utiliza para realizar conversiones entre la escala macrosc pica y la escala microsc pica de los tomos y las mol culas.

El valor de el número de Moles ($n$) se puede calcular a partir de el número de partículas ($N$) y la masa ($M$). En el primer caso, se obtiene dividiendo por el número de Avogadro ($N_A$) utilizando la f rmula:

equation=3748

Mientras que en el segundo caso, se utiliza la masa molar ($M_m$) con la f rmula:

equation=4854

En el caso de un gas ideal, donde no hay interacciones entre part culas, una mezcla de diferentes tipos de gases se comportar como si fuera una mayor cantidad del mismo tipo de gas.

Espec ficamente, si tenemos tres componentes con sus respectivas presiones parciales, al mezclarlos, la presi n total ser la suma de las presiones parciales:

image

Esta imagen ilustra c mo se suman las presiones parciales de los gases en una mezcla. Cada gas ejerce una presi n independiente y contribuye a la presi n total de la mezcla.

Este concepto es fundamental en la comprensi n del comportamiento de las mezclas de gases, ya que nos permite calcular la presi n total a partir de las presiones parciales de los componentes individuales.

Seg n la Ley de Dalton [1], la presi n total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones individuales de los gases, donde una presión ($p$) es igual a la suma de la presión parcial de la componente i ($p_i$). Esto nos lleva a concluir que el gas se comporta como si las part culas de los diferentes gases fueran id nticas. De esta manera, la presión ($p$) es la suma de la presión parcial de la componente i ($p_i$):

equation=15361

Por lo tanto, se concluye que el gas se comporta como si los diferentes gases fueran id nticos y el número de moles ($n$) corresponde a la suma de ERROR:9333,0:

equation=9534

[1] "Experimental Essays on the Constitution of Mixed Gases; on the Force of Steam or Vapour from Water and Other Liquids in Different Temperatures, Both in a Torricellian Vacuum and in Air; on Evaporation; and on the Expansion of Gases by Heat" (Ensayos experimentales sobre la constituci n de gases mixtos; sobre la fuerza del vapor o vapor del agua y otros l quidos a diferentes temperaturas, tanto en el vac o torricelliano como en el aire; sobre evaporaci n; y sobre la expansi n de los gases por el calor), John Dalton, Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester, Volume 5, Issue 2, Pages 535-602 (1802).


model

El número de moles ($n$) se determina dividiendo la masa ($M$) de una sustancia por su la masa molar ($M_m$), que corresponde al peso de un mol de la sustancia.

Por lo tanto, se puede establecer la siguiente relaci n:

kyon

La masa molar se expresa en gramos por mol (g/mol).

El número de moles ($n$) se determina dividiendo la masa ($M$) de una sustancia por su la masa molar ($M_m$), que corresponde al peso de un mol de la sustancia.

Por lo tanto, se puede establecer la siguiente relaci n:

kyon

La masa molar se expresa en gramos por mol (g/mol).

El número de moles ($n$) se determina dividiendo la masa ($M$) de una sustancia por su la masa molar ($M_m$), que corresponde al peso de un mol de la sustancia.

Por lo tanto, se puede establecer la siguiente relaci n:

kyon

La masa molar se expresa en gramos por mol (g/mol).

El número de moles ($n$) corresponde a el número de partículas ($N$) dividido por el número de Avogadro ($N_A$):

kyon

el número de Avogadro ($N_A$) es una constante universal cuyo valor es 6.028E+23 1/mol, por lo que no se incluye entre las variables asociadas al c lculo.

El número de moles ($n$) corresponde a el número de partículas ($N$) dividido por el número de Avogadro ($N_A$):

kyon

el número de Avogadro ($N_A$) es una constante universal cuyo valor es 6.028E+23 1/mol, por lo que no se incluye entre las variables asociadas al c lculo.

El número de moles ($n$) corresponde a el número de partículas ($N$) dividido por el número de Avogadro ($N_A$):

kyon

el número de Avogadro ($N_A$) es una constante universal cuyo valor es 6.028E+23 1/mol, por lo que no se incluye entre las variables asociadas al c lculo.

El número de moles ($n$) corresponde a el número de partículas ($N$) dividido por el número de Avogadro ($N_A$):

kyon

el número de Avogadro ($N_A$) es una constante universal cuyo valor es 6.028E+23 1/mol, por lo que no se incluye entre las variables asociadas al c lculo.

En el caso del gas ideal, la presi n la presión ($p$) es proporcional al n mero de moles el número de moles ($n$) contenidos en un volumen dado. Al introducir la constante presión por mol ($C_{pn}$), esta relaci n puede expresarse mediante:

kyon

En el caso del gas ideal, la presi n la presión ($p$) es proporcional al n mero de moles el número de moles ($n$) contenidos en un volumen dado. Al introducir la constante presión por mol ($C_{pn}$), esta relaci n puede expresarse mediante:

kyon

En el caso del gas ideal, la presi n la presión ($p$) es proporcional al n mero de moles el número de moles ($n$) contenidos en un volumen dado. Al introducir la constante presión por mol ($C_{pn}$), esta relaci n puede expresarse mediante:

kyon

En el caso del gas ideal, la presi n la presión ($p$) es proporcional al n mero de moles el número de moles ($n$) contenidos en un volumen dado. Al introducir la constante presión por mol ($C_{pn}$), esta relaci n puede expresarse mediante:

kyon


>Modelo

ID:(1510, 0)



Mecanismos

Definición


ID:(15253, 0)



Gas ideal

Imagen

Un gas en el que sus partículas no interactúan se denomina gas ideal. Podemos imaginarlo de la siguiente manera:

• Consiste en una serie de esferas contenidas dentro de un recipiente un volumen ($V$).
• La velocidad de estas partículas depende de la temperatura absoluta ($T$).
• Generan una presión de ERROR:5224,0 a través de rebotes con las paredes del recipiente.



El gas ideal se caracteriza por la ausencia de energías potenciales entre las partículas. Es decir, las energías potenciales que podrían existir entre las partículas $i$ y $j$ con posiciones $q_i$ y $q_j$ son nulas:

$V(q_i,q_j)=0$

ID:(9528, 0)



Los moles

Nota

Al emplear el concepto de mol, podemos establecer una relación directa entre la cantidad de sustancia de un gas y la cantidad de partículas de el número de partículas ($N$) presentes en él. Esto simplifica los cálculos y permite una conexión más intuitiva entre la cantidad de gas y las propiedades que lo describen, tales como la presión ($p$), el volumen ($V$) y la temperatura absoluta ($T$).

La constante el número de Avogadro ($N_A$), que es aproximadamente igual a $6,02\times 10^{23}$, representa una constante fundamental en la química y se utiliza para realizar conversiones entre la escala macroscópica y la escala microscópica de los átomos y las moléculas.

El valor de el número de Moles ($n$) se puede calcular a partir de el número de partículas ($N$) y la masa ($M$). En el primer caso, se obtiene dividiendo por ERROR:5403 utilizando la fórmula:



Mientras que en el segundo caso, se utiliza la masa molar ($M_m$) con la fórmula:

ID:(9600, 0)



Presión

Cita

La presión es el resultado de las múltiples colisiones de las partículas del gas con las paredes del recipiente. Cada colisión contribuye a la presión total ejercida por el gas. Cuanto más rápido se muevan las partículas y cuantas más colisiones ocurran en un período de tiempo determinado, mayor será la presión.

ID:(9599, 0)



Volumen

Ejercicio

El volumen es una propiedad fundamental de un gas y se puede entender como el espacio tridimensional que el gas ocupa en un recipiente.

ID:(9601, 0)



Mezcla de gases

Ecuación

En el caso de un gas ideal, donde no hay interacciones entre partículas, una mezcla de diferentes tipos de gases se comportará como si fuera una mayor cantidad del mismo tipo de gas.

Específicamente, si tenemos tres componentes con sus respectivas presiones parciales, al mezclarlos, la presión total será la suma de las presiones parciales:

Mezcla de tres tipos de gases A, B y C para obtener un gas total (T) cuya presión sera igual a la suma de las presiones parciales..



Esta imagen ilustra cómo se suman las presiones parciales de los gases en una mezcla. Cada gas ejerce una presión independiente y contribuye a la presión total de la mezcla.

Este concepto es fundamental en la comprensión del comportamiento de las mezclas de gases, ya que nos permite calcular la presión total a partir de las presiones parciales de los componentes individuales.

Según la Ley de Dalton [1], la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones individuales de los gases, donde una presión ($p$) es igual a la suma de la presión parcial de la componente i ($p_i$). Esto nos lleva a concluir que el gas se comporta como si las partículas de los diferentes gases fueran idénticas. De esta manera, la presión ($p$) es la suma de la presión parcial de la componente i ($p_i$):



Por lo tanto, se concluye que el gas se comporta como si los diferentes gases fueran idénticos y el número de moles ($n$) corresponde a la suma de ERROR:9333,0:

[1] "Experimental Essays on the Constitution of Mixed Gases; on the Force of Steam or Vapour from Water and Other Liquids in Different Temperatures, Both in a Torricellian Vacuum and in Air; on Evaporation; and on the Expansion of Gases by Heat" (Ensayos experimentales sobre la constitución de gases mixtos; sobre la fuerza del vapor o vapor del agua y otros líquidos a diferentes temperaturas, tanto en el vacío torricelliano como en el aire; sobre evaporación; y sobre la expansión de los gases por el calor), John Dalton, Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester, Volume 5, Issue 2, Pages 535-602 (1802).

ID:(9533, 0)



Leyes de los Gases

Script

El estado de un sistema se describe mediante la llamada ecuación de estado, que establece la relación entre los parámetros que caracterizan dicho sistema.

En el caso de los gases, los parámetros que describen su estado son la presión ($p$), el volumen ($V$), la temperatura absoluta ($T$) y el número de moles ($n$). Generalmente, este último parámetro se mantiene constante, ya que está relacionado con la cantidad de gas presente.

La ecuación de estado relaciona, por lo tanto, la presión, el volumen y la temperatura, y establece que existen solo dos grados de libertad, ya que la ecuación de estado permite calcular el tercer parámetro. En particular, si se fija el volumen, se puede elegir, por ejemplo, la temperatura como variable, lo que permite calcular la presión correspondiente.

ID:(587, 0)



Modelo

Variable


ID:(15312, 0)