Fisica Gases

5/21/2018 Fisica Gases

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FFSICA DE LOS GASES Y LOSSICA DE LOS GASES Y LOS

VAPORES APLICADA A LAVAPORES APLICADA A LAANESTESIAANESTESIA

Hospital General Universitario Alicante

Estefana Pay Martnez

R2-Anestesiologa

Febrero 2010

Dr. Roque Company

Dra. Sofa Lorenzo


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IntroducciIntroduccinn

Estados de la materia: estado gaseosoEstados de la materia: estado gaseosoGases y vaporesGases y vapores

--RelaciRelacin volumenn volumen--presipresinn--temperaturatemperatura

Mezcla de gasesMezcla de gases--presiones parcialespresiones parciales--Ley de Dalton (1801)Ley de Dalton (1801)

Solubilidad de los gases y vaporesSolubilidad de los gases y vapores--Ley de Henry (1803)Ley de Henry (1803)

ndice


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Estados de la materia


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4Fsica de los gases aplicada a la anestesia


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Cambios de estado

Fsica de los gases aplicada a la anestesia

Evaporacin: fenmeno de superficie

Ebullicin: fenmeno de masa


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Cambios de estado


GAS VAPOR LQUIDO

PUNTO CRTICO


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Presin de vapor a T ambiente y de ebullicin

Temperaturaambiental

Punto deebullicin



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Curva de presin de vapor



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Curva de presin de vapor


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Diagramas P, T de transicin de fase



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Vaporizadores


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Gases y vapores


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Presin

Concepto de presin


1cm H20= 0.73mmHg


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Flujo o caudal: volumen de unFlujo o caudal: volumen de undeterminado fluido que pasa por undeterminado fluido que pasa por unrea en un determinado tiempo.rea en un determinado tiempo.

2 3( ) ( / ) ( ) / ( )Q Area m V m s Volumen m t s= =

Laminar Turbulento

Volumen: espacio ocupado por un fluidoVolumen: espacio ocupado por un fluido

La masa (en cualquier estado) esinversamente proporcional a su densidad

Concepto de volumen y flujo



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Ley de Boyle(1662)-Mariotte (1676)

Gases y vapores


A temperatura constante el volumenA temperatura constante el volumende una determinada masa de gas esde una determinada masa de gas esinversamente proporcional a lainversamente proporcional a la

presipresin.n.


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Ley de Boyle-Mariotte

Gases y vapores


En un sistema que tenga temperatura y cantidad de gas

constantes, la presin y volumen inicial sern iguales a lapresin y volumen final del sistema.

P1 x V1=P2 x V2


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Ley de Boyle-Mariotte

Gases y vapores


Relacin volumen-presin, a temperatura constante


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Ley de Charles (1798) y Gay-Lussac (1802)

Gases y vapores



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Relacin volumen-temperatura, a presin constante

A presiA presin constante, el volumen de unn constante, el volumen de ungas aumenta proporcionalmente algas aumenta proporcionalmente alincremento de su temperatura absoluta.incremento de su temperatura absoluta.

Primera Ley de Gay-Lussac



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Gases y vapores

Relacin presin-temperatura, a volumen constante

A volumen constante la presiA volumen constante la presin de una determinada masa den de una determinada masa degas aumenta proporcionalmente al incremento de sugas aumenta proporcionalmente al incremento de sutemperatura absoluta.temperatura absoluta. Segunda Ley de Gay-Lussac



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Relacin presin-temperatura, a volumen constante


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Hiptesis de Avogadro (1811)

Gases y vapores


A la mismaA la misma tt y presiy presin,n,volvolmenes iguales demenes iguales dediferentes gases contienendiferentes gases contienen

el mismo nel mismo nmero demero demolmolculas.culas.

-Para el volumen molar esa cantidad es de 6.0235 x 10Para el volumen molar esa cantidad es de 6.0235 x 102323

molmolculas y se la conoce comoculas y se la conoce como NNMERO DE AVOGADRO.MERO DE AVOGADRO.


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Concepto de volumen molar

Gases y vapores


-Espacio ocupado por una sustancia en estadoEspacio ocupado por una sustancia en estadogaseoso cuya masa corresponde a su pesogaseoso cuya masa corresponde a su pesomolecular expresado en gramosmolecular expresado en gramos (Mol)(Mol)..

--Un mol de cualquier sustancia enUn mol de cualquier sustancia enestado de vapor o gasestado de vapor o gas ocupa, aocupa, attambienteambiente y presiy presin estn estndar,ndar,(0(0 ,, 760mmHg760mmHg)) un volumen deun volumen de22.41 l22.41 l (volumen molar).(volumen molar).


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Hiptesis de Avogadro (1811)


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Aplicacin prctica

Gases y vapores


1 mol de1 mol de H20H20 (18 gramos), ocupan 18ml en estado(18 gramos), ocupan 18ml en estadollquido (densidad H20 1mg/ml) y ocuparquido (densidad H20 1mg/ml) y ocuparn 22.41l al pasarn 22.41l al pasaral estado de vapor en condiciones de TPS.al estado de vapor en condiciones de TPS.


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Aplicacin prctica

Gases y vapores


-- A partir del peso molecular, se puede calcular laA partir del peso molecular, se puede calcular la densidaddensidad de un gasde un gas

o de un vapor; En el caso del 02, su PM es de 32, un mol son 32go de un vapor; En el caso del 02, su PM es de 32, un mol son 32g yy22.4litros. As22.4litros. As, 1l de 02 pesa 1.42 g ( 32x1000/22410)= Densidad a, 1l de 02 pesa 1.42 g ( 32x1000/22410)= Densidad aTPS.TPS.

--

Dos globos inflados hasta iguales volDos globos inflados hasta iguales vol

menes con distintos gasesmenes con distintos gases

contendrcontendrn desiguales cantidades de materia y tendrn desiguales cantidades de materia y tendrn peso distinto,n peso distinto,sin embargo, contendrsin embargo, contendrn el mismo nn el mismo nmero de molmero de molculas, en igualesculas, en igualescondiciones de presicondiciones de presin y temperatura.n y temperatura.

-- A 0A 0 yy 760mmHg760mmHg,, 1ml de anest1ml de anestsico lsico lquidoquido se transforma en:se transforma en:

22.41 x densidad lquido x 1000ml vapor STPD/ peso molecular


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a) P.M. = 184.5b) 1 ml. de Enflurano lquido posee una masa de 1.5 gm (densidad 1.5) .c) 1 Mol de Enflurano equivale a 22.41 litros en estado de vapor (TPS).d) 1 Mol de Enflurano es igual a 184.5 gm del mismo.

e) 184.5 gm de enflurano producen 22.41 Its. de vapor (TPS)f)184.5 gm de enflurano equivalen a 123 ml de lquido

(calculado de: 184.5 gm/1.5 gm/ml, es decir, masa de un Mol/densidad).g)123 ml de enflurano lquido producen 22.41 Its de vapor (BTPS)

h) 1 ml de enflurano lquido produce 182 cm3 de vapor (BTPS) .

Aplicacin prctica


G


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Ecuacin de los gases perfectos

Gases y vapores


Se denominaSe denomina gas perfectogas perfecto a un gas ideal quea un gas ideal que

obedecerobedecera rigurosamente a las leyes matema rigurosamente a las leyes matemticasticasanteriores. Un gas tiende hacia el estado de gas ideal,anteriores. Un gas tiende hacia el estado de gas ideal,cuando su densidad y la energcuando su densidad y la energa de la unia de la unin tienden a 0.n tienden a 0.

ElEl gas realgas real tiene un comportamiento propio. Se aleja deltiene un comportamiento propio. Se aleja delestado de gas perfecto cuanto mestado de gas perfecto cuanto ms se acerca a lass se acerca a lascondiciones de licuefaccicondiciones de licuefaccinn

G


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Gases y vapores


En el caso de 1 mol de gas a 0En el caso de 1 mol de gas a 0 yy 760mmHg760mmHg, esta constante se, esta constante se

representa por: PV=RT. En presencia de n moles:representa por: PV=RT. En presencia de n moles:

G


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Gases y vapores


G


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Gases y vapores


Clc lo presin de ins flado del baln


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Clculo presin de insuflado del baln


Pi = 760 mm Hg (presin atmosfrica) (Jeringa),Vi = 5 cm3 (volumen insuflado) (Jeringa).Ti = 25 C (298 K~ (temperatura ambiental) (Jeringa)Tf = 37 C (310 K) (temperatura traqueal) (Baln).

Vf = 4.9 cm3 (volumen expansin al que puedes someter el baln).Pf = 760 mm Hg x 5cm3 x 310K / 298 K x 4.9 cm3 = 80 6.7 mmHg =63,5 cmH2O; Pbaln (+ 46.7mmHg) >Pambiental


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Mezcla de gases

Dalton

Mezcla de gases presiones parciales


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Ley de Dalton (1801)

Mezcla de gases- presiones parciales


En una mezcla gaseosa, cada gasEn una mezcla gaseosa, cada gasejerce una presiejerce una presin propia, llamadan propia, llamadapresipresin parcialn parcial, que es igual a la, que es igual a laque ese gas tendrque ese gas tendra sia si l solol soloocupara el volumen total.ocupara el volumen total.

Mezcla de gases


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Presiones parciales-Ley de Dalton

Mezcla de gases


Mezcla de gases


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Presiones parciales-Ley de Dalton

Mezcla de gases


La presiLa presin parcial de un gas (P) es igual a sun parcial de un gas (P) es igual a suconcentraciconcentracin fraccionaria (F) multiplicada por la presin fraccionaria (F) multiplicada por la presinnambiente, es decir la presiambiente, es decir la presin atmosfn atmosfrica (PB):rica (PB):

P=FI X PB= Concentracin fraccionaria x presin baromtrica

Aplicacin prctica

Si la concentracin de O2 en el aire inspirado es de

20.93%, su presin parcial es de:PIO2= 0.2093 X 760= 159 mmHg 0.2093X101= 21.14 kPa

Mezcla de gases


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Presiones parciales

Mezcla de gases


Mezcla de gases


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Mezcla de gases


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Solubilidad de losgases y vapores

William Henry

Solubilidad de los gases y vapores


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Ley de Henry (1803)



A unaA una ttconstante, la cantidad de gasconstante, la cantidad de gas

(C) que se disuelve en un l(C) que se disuelve en un lquido esquido esdirectamente proporcional a la presidirectamente proporcional a la presinnparcial del gas en la superficie delparcial del gas en la superficie delllquido (P). La constante dequido (P). La constante de

proporcionalidad (k) se relaciona conproporcionalidad (k) se relaciona conla solubilidad del gas en el lla solubilidad del gas en el lquido.quido.C= k* P

pes la presin parcial del gas.

ces la concentracin del gas.kes la constante de Henry, que depende de lanaturaleza del gas, la temperatura y el lquido.



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La solubilidad de un gas se puede definir usandoLa solubilidad de un gas se puede definir usando

diferentesdiferentes coeficientescoeficientes. Los m. Los ms empleados ens empleados enanestesiologanestesiologa son el dea son el de OstwaldOstwaldy ely el de Particide Particinn..

Coeficientes de solubilidadCoeficientes de solubilidad

Coeficientes de solubilidad



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Constante de tiempo


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Constante de tiempo


Vaciadoexponencial

Constante de tiempo


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p


Circuito abierto

Circuito circular

Efecto Venturi


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Efecto Venturi


Ecuacin de Bernoulli

Efecto Venturi


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Efecto Venturi


Efecto Coanda


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Efecto Coanda


Hay una fuerza motriz mHay una fuerza motriz ms poderosa que els poderosa que el


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Hay una fuerza motriz mHay una fuerza motriz ms poderosa que els poderosa que el

vapor, la electricidad y la energvapor, la electricidad y la energa ata atmica: lamica: lavoluntadvoluntad

Albert EinsteinAlbert Einstein

18791879--19551955

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