Teoría Cinética Molecular del Estado Gaseoso

CONCEPTOS BÁSICOS

PROPIEDADES DE LOS GASES

Modelos Empírico-Experimentales y Matemáticos para Gases Ideales

En los siglos XVII y XVIII :Robert Boyle Edme MariotteJacques Charles

Lograron un buen número de leyes empíricas para cuantificar el comportamiento de sistemas termodinámicos simples que incumbían a los gases

El Francés Benoît Paul Émile Clapeyron combinó muchas de las ecuaciones empíricas del siglo XVII y XVIII en una sola:

PV= nRT

Ley de Boyle y MariottePara una misma masa gaseosa a temperatura constante el producto de la presión del gas por el volumen que ocupa es constante que es lo mismo que decir que la presión del gas y su volumen son magnitudes inversamente proporcionales

PV=CONSTANTE

Ley de CharlesRelación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante Si la temperatura aumenta , el volumen aumenta Si la temperatura disminuye, el volumen disminuye.

El 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

Ley de Gay LussacRelación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constanteFue 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.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.

"El volumen ocupado por una masa gaseosa, es

inversamente proporcional a las presiones y

directamente proporcional a las temperaturas

absolutas que soportan"

Ecuación de los gases idealesPodemos expresar las leyes anteriores como una relación de proporcionalidad:

Ley de Boyle:            V∝1/P Ley de Charles:         V∝T Ley de Avogadro:     V∝n  

Podemos combinar estas tres relaciones para obtener una ley más general de los gases: V∝nT/P Si llamamos R a la constante de proporcionalidad, obtenemos: V=R(nT/P)     o     PV=nRT

Esta ecuación se conoce como la ecuación de los gases ideales. Un gas ideal es un gas hipotético cuyo comportamiento de presión, volumen, y temperatura se describe por completo mediante la ecuación del gas ideal. El termino R se conoce como la constante de los gases y las unidades dependen de las unidades de P, V, n y T, con T siempre en unidades de temperatura absoluta.

Teoría cinética de los gases

En 1738 Daniel Bernouilli dedujo la Ley de Boyle aplicando a las moléculas las leyes del movimiento de Newton, pero su trabajo fue ignorado durante más de un siglo. En 1905 Einstein aplicó la teoría cinética al movimiento browniano de una partícula pequeña inmersa en un fluido y sus ecuaciones fueron confirmadas por los experimentos de Perrín en 1908, convenciendo de esta forma a los energéticos de la realidad de los átomos. 

Explica el comportamiento de los gases y plantea que: ⇒ Los gases están formados por partículas (átomos o moléculas)⇒ Las partículas de estos gases, en condiciones ambientales, se encuentran entre ellas a grandes distancias, no existiendo fuerzas de atracción ni repulsión con otras moléculas.⇒ Las partículas están en constante movimiento, chocando entre ellas y contra las paredes del recipiente en que se encuentren. Los choques entre las moléculas son perfectamente elásticos, es decir, en cada choque se entrega la energía de una partícula a otra, y por ello pueden continuar en constante movimiento.⇒ Un aumento de la temperatura de un gas aumenta tambien la velocidad a la que se mueven las partículas.⇒ La presión que ejerce un gas se debe a los choques de las partículas sobre las paredes del recipiente en que se encuentra.