teoria cinetica de los gases y termodinamica

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I.E.P. “LAS PALMAS NUEVA ESPERANZA” E LAS PALMAS NUEVAESPERANZA BARRANCA TEORIA CINETICA DE LOS GASES Y TERMODINAMICA LEYES DE LOS GASES IDEALES 01. LEY DE BOYLE Siempre que la masa y la temperatura de un gas se mantengan constantes, el volumen del gas es inversamente proporcional a su presión absoluta. PV = constante La ley de Boyle será: 2 2 1 1 V P V P P: Presión absoluta, en Pa . . . . 2 m N ..... Pa V: Volumen del gas, en m 3 02. LEY DE CHARLES: Siempre que la masa y la presión de un gas se mantienen constantes, el volumen del gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta. constante T V 2 2 1 1 T V T V 2 2 1 1 T V T V V: Volumen del gas, en m 3 T: Temperatura absoluta del gas, en K 03. LEY DE GAY-LUSSAC: Si el volumen de cierto gas permanece constante, la presión del gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta. constante T P 2 2 1 1 T P T P 2 2 1 1 T P T P P: presión absoluta, en Pa T: temperatura absoluta, en K 04. LEY GENERAL DE LOS GASES: - La ley de Boyle requiere que la temperatura sea constante. - La ley de Charles exige que la presión sea constante, y - La ley de Gay - Lussac necesita un volumen constante. Existe una fórmula que combina estas tres leyes en una ecuación general. 2 2 2 1 1 1 T V P T V P P: presión absoluta del gas, en Pa V: volumen del gas, en m 3 T: temperatura absoluta del gas, en K. 05. ECUACION DE ESTADO DE UN GAS IDEAL PV = nRT Unidades en el SI: P: presión absoluta, en Pa V: volumen del gas, en m 3 n: número de moles, en mol T: temperatura absoluta, en K R: constante universal de los gases K . mol J 31 , 8 R 06. TERMODINAMICA La termodinámica es la ciencia que se encarga solamente del estudio de las transformaciones del calor en trabajo. 07. EQUIVALENTE MECANICO DEL CALOR: Q W J donde Q . J W J = Factor de conversión 08 EQUILIBRIO TERMICO (Temperatura de una mezcla) Calor Ganado = Calor Perdido 09. TRABAJO REALIZADO POR UN GAS IDEAL: a) Proceso isobárico (p = constante) W = p.V = nR.T b) Proceso isovolumétrico (V = constante) W = 0 c) Proceso isotérmico (T = constante) T T V1 V2 P1 P2 Estado 1 Estado 2 T1 V1 P Estado 1 T2 V2 P Estado 2 T1 V P1 Estado 1 T2 V P2 Estado 2

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Page 1: Teoria cinetica de los gases y termodinamica

I.E.P. “LAS PALMAS NUEVA ESPERANZA”

****

BARRANCA ****

ELAS PALMAS

NUEVA ESPERANZA

BARRANCA

TEORIA CINETICA DE LOS GASES Y TERMODINAMICA LEYES DE LOS GASES IDEALES

01. LEY DE BOYLE Siempre que la masa y la temperatura de un gas se

mantengan constantes, el volumen del gas es inversamente proporcional a su presión absoluta.

PV = constante La ley de Boyle será:

2211 VPVP

P: Presión absoluta, en Pa . . . .

2m

N.....Pa

V: Volumen del gas, en m3 02. LEY DE CHARLES: Siempre que la masa y la presión de un gas se

mantienen constantes, el volumen del gas es directamente proporcional a su temperatura

absoluta. constanteT

V

2

2

1

1

T

V

T

V

2

2

1

1

T

V

T

V

V: Volumen del gas, en m3 T: Temperatura absoluta del gas, en K 03. LEY DE GAY-LUSSAC: Si el volumen de cierto gas permanece constante,

la presión del gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta.

constanteT

P

2

2

1

1

T

P

T

P

2

2

1

1

T

P

T

P

P: presión absoluta, en Pa T: temperatura absoluta, en K

04. LEY GENERAL DE LOS GASES: - La ley de Boyle requiere que la temperatura

sea constante. - La ley de Charles exige que la presión sea

constante, y - La ley de Gay - Lussac necesita un volumen

constante. Existe una fórmula que combina estas tres leyes en

una ecuación general.

2

22

1

11

T

VP

T

VP

P: presión absoluta del gas, en Pa V: volumen del gas, en m3 T: temperatura absoluta del gas, en K. 05. ECUACION DE ESTADO DE UN GAS IDEAL PV = nRT Unidades en el SI: P: presión absoluta, en Pa V: volumen del gas, en m3 n: número de moles, en mol T: temperatura absoluta, en K R: constante universal de los gases

K . mol

J31,8R

06. TERMODINAMICA La termodinámica es la ciencia que se encarga

solamente del estudio de las transformaciones del calor en trabajo.

07. EQUIVALENTE MECANICO DEL CALOR:

Q

WJ donde Q . JW

J = Factor de conversión

08 EQUILIBRIO TERMICO (Temperatura de una mezcla)

Calor Ganado = Calor Perdido 09. TRABAJO REALIZADO POR UN GAS IDEAL:

a) Proceso isobárico (p = constante)

W = p.V = nR.T

b) Proceso isovolumétrico (V = constante)

W = 0 c) Proceso isotérmico (T = constante)

T T V1

V2

P1

P2

Estado 1 Estado 2

T1 V1

P

Estado 1

T2 V2

P

Estado 2

T1 V

P1

Estado 1

T2 V

P2

Estado 2

Page 2: Teoria cinetica de los gases y termodinamica

d) Proceso adiabático (Q = 0)

Nota: En un gráfico presión - vs - volumen, el área bajo la curva concuerda con el trabajo realizado, el cual será de signo positivo si se trata de un proceso de expansión (incremento de volumen), y negativo si el proceso de es compresión.

10. PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA a) Para procesos: “El calor que gana o pierde

un sistema durante un proceso se utiliza para realizar trabajo y/o cambiar su energía interna”.

Q = W + U

b) Para ciclos: “El calor neto que gana o pierde un sistema durante un ciclo se convierte en trabajo neto”.

Qneto = Wneto

11. MAQUINA TERMICA Absorbe calor para convertirlo en trabajo, y su

eficiencia viene dada por:

A

B

A

BA

sum

neto

Q

Q1

Q

QQ

Q

Wn

12. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA “Es imposible que una máquina térmica sea 100%

eficiente, de manera que durante un ciclo termodinámico trabaje con una sola fuente de calor y lo convierta íntegramente en trabajo”.

13. CICLO DE CARNOT 01.Eficiencia de una máquina térmica que desarrolla el ciclo de Carnot

ABC TT1n

0.2 Relación de Kelvin

A

B

A

B

T

T

Q

Q

Representación esquemática de la eficiencia de una máquina térmica.

Foco caliente

Foco frío

Q1

Q2

T1

T2

WM.T.