Volumen de gas ideal
Un gas ideal se define como aquel en el que todas las colisiones entre átomos o moléculas son perfectamente elásticas y en el que no existen fuerzas de atracción intermoleculares. Se puede visualizar como un conjunto de esferas perfectamente duras que chocan pero que, por lo demás, no interactúan entre sí. En un gas así, toda la energía interna está en forma de energía cinética y cualquier cambio en la energía interna va acompañado de un cambio en la temperatura. Un gas ideal puede caracterizarse mediante tres variables de estado: presión absoluta (P), volumen (V) y temperatura absoluta (T). La relación
Un mol (abreviado mol) de una sustancia pura es una masa del material en gramos que es numéricamente igual a la masa molecular en unidades de masa atómica (amu). Un mol de cualquier material contendrá el número de moléculas de Avogadro. Por ejemplo, el carbono tiene una masa atómica de exactamente 12,0 unidades de masa atómica, por lo que un mol de carbono tiene 12 gramos. Para un isótopo de un elemento puro, el número de masa A es aproximadamente igual a la masa en amu. Las masas exactas de los elementos puros con sus concentraciones isotópicas normales pueden obtenerse de la tabla periódica. Un mol de un gas ideal ocupará un volumen de 22,4 litros a STP (temperatura y presión estándar, 0°C y una presión de atmósfera). Número de Avogadro Temperatura y presión estándar
Densidad de la ley de los gases ideales
Por ello, se ha desarrollado un software que puede generar fácilmente las propiedades físicas de los fluidos basándose en métodos de cálculo teóricos. La aplicación se llama Fluidat on the Net. Permítame comenzar explicando los fundamentos de la ley de los gases ideales.
El origen de Fluidat está directamente relacionado con la ley de los gases ideales -la combinación de la ley de Boyle y la ley de Gay-Lussac o ley universal de los gases- que da como resultado la siguiente ecuación de estado y ley termodinámica de un hipotético gas ideal:
Las ecuaciones de estado como la ley del gas ideal son ecuaciones termodinámicas que relacionan variables de estado, como la presión y la temperatura, y son útiles para describir las propiedades de los fluidos, ya sean gases o líquidos. Por ejemplo, si en un volumen cerrado se aumenta la presión moviendo un pistón, se puede calcular la temperatura resultante.
Sin embargo, la ley de los gases ideales se basa en un modelo ideal, pero en la práctica tengo la experiencia de que los gases reales no se comportan así. Las moléculas no son partículas puntuales, sino que tienen volumen y además pueden interactuar entre sí.
Derivación de la ley de los gases ideales
Isotermas de un gas ideal para diferentes temperaturas. Las líneas curvas son hipérbolas rectangulares de la forma y = a/x. Representan la relación entre la presión (en el eje vertical) y el volumen (en el eje horizontal) para un gas ideal a diferentes temperaturas: las líneas que están más alejadas del origen (es decir, las líneas que están más cerca de la esquina superior derecha del diagrama) corresponden a temperaturas más altas.
Se muestran las colisiones moleculares dentro de un recipiente cerrado (un tanque de propano) (derecha). Las flechas representan los movimientos aleatorios y las colisiones de estas moléculas. La presión y la temperatura del gas son directamente proporcionales: Al aumentar la temperatura, la presión del gas propano aumenta en el mismo factor. Una simple consecuencia de esta proporcionalidad es que, en un día caluroso de verano, la presión del tanque de propano será elevada, por lo que los tanques de propano deben estar dimensionados para soportar tales aumentos de presión.
El estado de una cantidad de gas viene determinado por su presión, volumen y temperatura. La forma moderna de la ecuación los relaciona de forma sencilla en dos formas principales. La temperatura utilizada en la ecuación de estado es una temperatura absoluta: la unidad apropiada del SI es el kelvin[4].
Constante de los gases ideales
que ejercerían, por ejemplo, en el interior del recipiente. Así es como lo visualizo. Aunque esa presión sería la misma en cualquier punto del interior del recipiente. Podemos pensar en la temperatura. Y queremos hacerlo en escala absoluta, así que generalmente medimos
Tengo un globo como este y tengo algo de gas en el globo, si trato de disminuir el volumen haciéndolo un globo más pequeño sin dejar salir ningún otro aire o sin cambiar la temperatura, así que no estoy cambiando T y n, ¿qué va a pasar con la presión? Bueno, ese gas va a
ponerlo en la nevera, deberías ver lo que pasa. Se va a encoger. Y podrías decir: “¿Por qué se encoge?” Bueno, podrías imaginar que las partículas dentro del globo son un poco menos vigorosas en ese momento. Tienen menor individuo
al número de moles. Si sacas el aire, también vas a disminuir el volumen, manteniendo la presión y la temperatura constantes. Así que podemos usar estas tres relaciones, y en realidad se conocen como, esta primera se conoce como la ley de Boyle, esta es la ley de Charles,