¡Descarga Termodinámica: Propiedades de Gases Ideales y más Diapositivas en PDF de Administración de Empresas solo en Docsity! CURSOTERMODINÁMICA SEMESTRE 2022-I
|. ESTADO GASEOSO
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3. Alta energía cinética molecular Poseen alta energía cinética molecular, puesto que las moléculas, se mueven muy rápidamente. A 25 °C, las velocidades moleculares de los gases varían entre 200 a 2000 m/s. 4. Compresibilidad El volumen de un gas se puede reducir fácilmente mediante la acción de una fuerza externa. Esta propiedad de los gases se explica debido a la existencia de grandes espacios intermoleculares. Un gas no puede comprimirse hasta que su volumen sea cero. Si la fuerza es muy grande, la presión sería tan grande que vencería la resistencia del recipiente y estallaría. Si la temperatura es baja (menor o igual ala temperatura crítica) el gas se licua; ya en estado líquido, sería imposible comprimirlo. Licuación de gases 5. Expansibilidad Un gas ocupa todo el volumen del recipiente que lo contiene debido a la alta energía cinética traslacional. 7. Efusión Consiste en la salida de moléculas gaseosas a través de pequeñas aberturas u orificios practicados en la pared del recipiente que contiene el gas. Ejemplo: Un neumático se desinfla cuando el aire comprimido se efunde a través de un orificio causado por un clavo u otro objeto similar. A bajas presiones y altas temperaturas, los gases manifiestan un comportamiento ideal. Gas ideal El modelo de gas ideal se desarrolla estudiando e idealizando el comportamiento de los gases reales, en condiciones corrientes: Gas Real : Fr >>> Fa Gas Ideal : Fr y Fa Nulas Fr Fa Fa Fr d) Los choques moleculares se consideran perfectamente elásticos, es decir no hay emisión ni adsorción de energía permaneciendo constante la velocidad de las moléculas antes y después del choque. e) Se consideran nulas las interacciones de atracción y repulsión molecular, es decir no existen fuerzas de Wander Walls. f) La energía cinética media de traslación es directamente proporcional a la temperatura absoluta. Ec α T Ec. Boltzman Ec= 3 KT ec. 1 2 T: Temperatura absoluta K: constante Boltzman K= 1.3805x10¯²³ J.K⁻¹ Ec = 1 mv² ec. 2 2 m, Velocidad promedio Nos indica el promedio de las velocidades que debido a la energía cinética adquieren cada una de las moléculas de un gas. Se pueden determinar considerando las ecuaciones mecánicas y termodinámicas. (1) (2) (1) = (2) = Se cumple: R: constante universal de los gases ideales Reemplazando: Velocidad promedio Ecuación general de los gases ideales En un proceso gaseoso la presión absoluta de una misma masa gaseosa, es inversamente proporcional a su volumen y es directamente proporcional a su temperatura absoluta. En función de la densidad: P1 P2 P1>P2 m m T1 T2 T1<T2 P α 1 V P α T PV = K T Proceso Isomásico m=cte. 1) Proceso Isotérmico: Ley de Boyle y Mariotte “A temperatura constante, el volumen de una misma masa gaseosa es inversamente proporcional a la presión absoluta”. m= cte (1) (2) (3) T= cte P1 P2 V1 V2 (P1 < P2) En general 2) Proceso Isobárico (P=cte.): Ley de Charles “A presión constante, el volumen de una misma masa gaseosa es directamente proporcional a la temperatura absoluta”. P=Cte. En general P= cte T1 T2 V1 V2 T1 < T2 2) Proceso Isobárico (P=cte.): Ley de Charles “A presión constante, el volumen de una misma masa gaseosa es directamente proporcional a la temperatura absoluta”. P=Cte. En general P= cte T1 T2 V1 V2 T1 < T2 2) Proceso Isobárico (P=cte.): Ley de Charles “A presión constante, el volumen de una misma masa gaseosa es directamente proporcional a la temperatura absoluta”. P=Cte. En general P= cte T1 T2 V1 V2 T1 < T2 Isóbara 4 Proceso isocórico (V=cte.): Ley de gay Lussac “A volumen constante, la presión de una misma masa gaseosa es directamente proporcional a la temperatura absoluta”. V=Cte. En general V= cte T1 T2 P1 P2 P1 < P2 Mayor α: mayor P α > β VII < VI Isócoras 3) Proceso isocórico (V=cte.): Ley de gay Lussac “A volumen constante, la presión de una misma masa gaseosa es directamente proporcional a la temperatura absoluta”. V=Cte. En general V= cte T1 T2 V1 V2 P1 < P2 (°C) Resumen: Ley General - Procesos restringidos
Ley de Boyle
P, V,=P, V,
Ley Combinada
de los gases
Ley de
e E e PW,_ P.M, nales
y-Lu:
AO AS
E = T * 2
re
Ejercicio 2 ¿En que relación deben estar las temperaturas del H2(g) y CH4(g) para que ambos gases tengan igual velocidad media?. Ejercicio 2 ¿En que relación deben estar las temperaturas del H2(g) y CH4(g) para que ambos gases tengan igual velocidad media?. Solución. De la ec. = = = = Rpta. Ejercicio 3 Se hace estallar una bomba cacera que contiene el gas pestilente H2S(g) a una distancia de 10 m de una persona a 27 °C ¿En que tiempo percibirá el olor la persona? Ejercicio 4 Un globo sonda que contiene He a nivel del mar tiene un volumen de 10 L a 25 °C y 1 Atm de presión. El globo se eleva a una cierta altura donde la temperatura es 17 °C y la presión es de 500mm Hg. ¿Cuál es el nuevo volumen del globo? Solución Datos Estado 1 Estado 2 V1= 10 L V2= ? P1= 1 atm= 760 mm Hg P2= 500 mm Hg T1= 25 °C = 298 K T2= 17 °C = 290 K. Como del estado 1 al estado 2 varian los parámetros P y T, siendo el V la incógnita, entonces se aplica la ecuación general de los gases ideales: Solución Datos Estado 1 Estado 2 V1= 10 L V2= ? P1= 1 atm= 760 mm Hg P2= 500 mm Hg T1= 25 °C = 298 K T2= 17 °C = 290 K. Como del estado 1 al estado 2 varian los parámetros P y T, siendo el V la incógnita, entonces se aplica la ecuación general de los gases ideales: Reemplazando datos Resolviendo Rpta. E1 E2
