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FIS II Estado GaseosoClase 01

Ing. Luis Alberto Teran Calderon

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Introduccin

Necesidad de expresar la masa de tomos y molculas: masa atmica masa molecular

Se elige un valor de referencia asociado con su unidad:

Unidad de Masa Atmica = u o (Da) Dalton

Por acuerdo internacional, se elige el elemento de referencia 12Carbon para ser el tipo ms abundante de istopo de carbono.

? 1 u se define como la doceava parte (1/12) de la masa de un tomo del isotopo de 12C.

1 u = 1,660538921(73)10-27 kgSe denomina istopos a los tomos de un mismo elemento, cuyos ncleos tienenuna cantidad diferente de neutrones, y por lo tanto, difieren en nmero msico.

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Introduccin

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Estado Gaseoso

La masa molecular de una molcula es la suma de las masas atmicas de sus tomos.

Cantidades macroscpicas de un material contiene grandes nmeros de tomos y molculas. Aun incluso el volumen pequeo de un gas i.e. 1 cm3

Es conveniente expresar ese gran numero en trminos de una sola unidad, la unidad S.I. para este efecto es el mole (Smbolo mol)

Se define como un mol a la cantidad de esa sustancia que contiene tantas entidades elementales del tipo considerado, como tomos hay en 12 gramos de 12C.

NA= 6,02214129(27) 10-23 mol-1 n=

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Introduccin

Diamante Hope44,5 carats

200 250 Mi. USD

Rosser Reeves Rubi138 carats

25 Mi. USD

Carbn Puro o C Oxido de Aluminio o Al2O3Calcular el nmero de tomos de C Calcular el nmero de tomos de Al2O3

m= =8,90 g

n=

=0,741 mol

4,461023 tomos

m=

n= 0,271 mol

,631023 molculas

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Introduccin

Las partculas de gas (tomos, Molculas) se consideraran comoesferas slidas, esto quiere decir que no pueden deformarse.

Las colisiones entre partculas y la pared son consideradas comoelsticas, esto quiere decir que no hay ninguna prdida de energa.

El espacio considerado debe ser considerado infinito, esto quieredecir que puede expandirse infinitamente

El dimetro de las partculas debe ser infinitamente pequeo, estoquiere decir que su dimetro es muy pequeo en consideracin conla distancia entre partculas y con relacin al espacio ocupado.

Las partculas no tienen ningn intercambio entre ellas (Atraccin oRepulsin), esto quiere decir que son elctricamente neutrales (NoDipolares)

Gas Ideal o Gas Perfecto

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Gases Perfectos y sus Leyes

Ley de Boyle

A temperatura y numero de moles constantes, el volumen de ungas varia inversamente proporcional a la presin que se somete adicho gas

1 1 constanteV V K PV KP P

El proceso por referirse a un Temperatura Constante se denomina ISOTERMICO.

1 1

2 2

PV kPV k

1 1 2 2PV PV

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Gases Perfectos y sus Leyes

Ley de Boyle

A temperatura y numero de moles constantes, el volumen de ungas varia inversamente proporcional a la presin que se somete adicho gas

1 1 2 2PV PV

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Gases Perfectos y sus Leyes

Ley de Charles

A presin y nmero de moles constante, el volumen de un gas varadirectamente proporcional a la Temperatura Absoluta

o bien ; constanteVV T KT

v

El proceso por referirse a un Presin Constante se denomina ISOBARICO.

1

1

2

2

V kTV kT

1 2

1 2

V VT T

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Gases Perfectos y sus Leyes

Ley de Charles

A presin y nmero de moles constante, el volumen de un gas varadirectamente proporcional a la Temperatura Absoluta

1 2

1 2

V VT T

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Gases Perfectos y sus Leyes

Ley de Gay Lussac-Amonton

A volumen y nmero de moles constantes, la presin de un gasvara directamente proporcional a la Temperatura Absoluta

o bien ; constantePP T P kT kT

El proceso por referirse a un Volumen constante se denomina ISOCORICO.

1 2

1 2

P PT T

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Gases Perfectos y sus Leyes

Ley de Combinada

La ecuacin general de los gases se deduce rigorosamentesuponiendo un estado intermedio entre el estado inicial (P1, V1, T1) yel estado final (P2, V2, T2), en la cual una condicin sea inicial, laotra final y la restante intermedia.

2

1

Estado inicialestado intermedioestado inicial

x

PVT

1 1 2 xPV PV 21 2

xV VT T

1 1 2 2

1 2

x xPVV PV VT T

1 1 2 2

1 2

constantePV PV kT T

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Gases Perfectos y sus Leyes

Ley de Combinada

Como la mayora de los clculos de gases se refieren a ladeterminacin de un volumen final nuevo, a partir de un volumeninicial anterior, la ley suele expresarse as:

2 12 1

1 2

T PV VT P

PV nRT

Esta expresin indica que: el volumen de masa determinada (moles) de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta e inversamente proporcional a la presin

Y como tambin 1 mol de un gas ocupa 22,4 litros en condiciones normales, podemos escribir:

nR k PV nRT

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Muchas graciaspor su

Atencin

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