¿Qué son los gases reales? Son los que se encuentran en la naturales, a cualquier presión,...
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¿Qué son los gases reales?
Son los que se encuentran en la naturales, a cualquier presión, temperatura y ocupan el volumen total del recipiente que los contiene y que no cumplen con las leyes experimentales.
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¿Qué se entiende por un gas ideal?
Los gases que se comportan de acuerdo a las leyes de Boyle, Gay-Lussac y Avogadro se denominan gases ideales, y de la ecuación de estado.
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Son aquellos gases reales que son sometidos a pequeñas presiones y altas temperaturas, se comportan como un gas ideal
¿En qué condiciones los gases reales se comportan como un gas ideal?
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¿Cuáles son las cantidades que determinan el estado de un gas?.
PRESIÓNTEMPERATURAVOLUMENMASA
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¿Qué significa decir que un gas sufrió una transformación?
Significa que una de las cantidades permanecen constante y las otras dos varían, la masa siempre va a permanecer constanteEs decirSi la temperatura es constante las que van a variar es el volumen y la presión transformación IsotérmicaSi la presión es constante van a variar el volumen y la temperatura transformación isobárica
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Considere la transformación isotérmica que se indica en la figura. de las cantidades p , V m y T
La masa de una cierta cantidad de un gas en el interior de un recipiente permanece constante, que la presión aumenta, al aumentar la altura de la columna de Hg, y que el volumen disminuye al aumentar la presión, también que la temperatura permanece constante al hacer variar la presión en forma muy lente
Masa constanteTemperatura constantePresión aumentaVolumen disminuye
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Estado P(Pascal) V litros pV (Pcal * litros)I 1 * 0,50 12 0,50 * 12 = 6II 0,5 * 2 =1,0 12 / 2 = 6 1 * 6 = 6III 0,5 * 3 =1,5 12 / 3 = 4 1,5 * 4 = 6IV 0,5 * 4 = 2,0 12 / 4 = 3 2 * 3 = 6
Cierta masa de gas ideal sufre una transformación isotérmica. Recordando la ley de Boyle, complete la tabla de este ejercicio.
Según la Ley de Boyle:Si la presión se duplica, el volumen se divide en 2 12 / 2 = 6Si la presión se triplica el volumen se divide en 3 12 / 3 = 4Si la presión se cuadruplica en volumen se divide en 4 12 / 4 = 3
p1 * V1 = 0,50 * 12 = 6p2 * V2 = 1 * 6 = 6p3 * V3 = 1,5 * 4 = 6p4 * V4 = 2 * 3 = 6
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Con los datos de la tabla del ejercicio anterior, trace el diagrama p x V
P Pascal
V litros
0,50 121,0 61,5 42,0 3
0,5
1
1,5
2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
¿Cómo se denomina la curva hiperbólica obtenida?
Isoterma de un gas ideal
P (Pascal
V (litros)
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Suponga que el gas del ejercicio 4, en el estado I tiene una densidad de 2,0 gramo/litro. Calcule los valores de su densidad en los estados II, III Y IV
Aplicando la Ley de Boyle, para un determinado valor de ρ, permite deducir que:Al duplicar p V queda dividido entre 2 ƿ se duplicaAl triplicar p V queda dividido entre 3 ƿ se triplicaAl cuadruplicar p V queda dividido entre 4 ƿ se cuadruplica.
ƿ α p
Estado p (Pascal) p2 / p1 ρ gramo/litro
I 0,50 0,5 / 0,5 = 1
2 * 1 = 2
II 1,0 1 / 0,5 = 2 2 * 2 = 4III 1,5 1,5 / 0,5 =
32 * 3 = 6
IV 2,0 2 / 0,5 = 4 2 * 4 = 8
p2 / p1 = ρ
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Considere la transformación isobárica que se muestra en la figura. De las magnitudes p, V, m y T.
¿Cuáles permanecen constantes?
¿Cuáles varían?
La presión y la masa permanecen constantes
El volumen aumenta al aumentar la temperatura
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Coeficiente de dilatación lineal
Sustancia α(ºC-1)AluminioCobre
23 x 10-6
17 x 10-6
Se tienen dos bloques sólidos, uno de aluminio y otro de cobre, ambos con volumen de 500 Cm3, a la temperatura de 20ºC. calentando los dos bloque a presión constante hasta los 200ºC, ¿Cuál de ellos tendrá mayor volumen lineal observa la tabla?
V1 = 500 Cm3
T = 20ºC
T = 200ºC
Al duplicar T, se duplica V y ρ queda dividida entre 2 Al triplicar T, se triplica V y ρ queda dividida entre 3Al cuadriplicar T, se cuadruplica V y ρ queda dividida entre 4
T2 / T1 = 200 / 20 = 10
ρ 2 = 10 x ρ1 ρAl 2 = 10 * 23 x 10-6 = 2,3 x 10-6
ρCu2 = 10 * 17 x 10-6 = 1,7 x 10-6
Por lo que se dilata más el Aluminio, al aumentar la temperatura
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Se tienen dos recipientes (provistos de émbolos que se pueden desplazar libremente), uno de los cuales contiene gas O2 y el otro, gas N2, y cada uno ocupa un volumen de 500 Cm3 a 20ºC. al calentar ambos gases a presión constante hasta 200ºC, ¿cuál tendrá el mayor volumen final?.
V1 = 500 Cm3
T = 20ºC = 20 + 273 = 293ºK
T = 200ºC = 200 + 273 = 473ºK
Al duplicar T, se duplica V y ρ queda dividida entre 2 Al triplicar T, se triplica V y ρ queda dividida entre 3Al cuadruplicar T, se cuadruplica V y ρ queda dividida entre 4
V2 / V1 = T2 / T1
V2 = 473 * 500 / 293 = 807,16 Cm3
V2 = V1 * T2 / T1
Ambos tienen el mismo volumen lineal
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Estado t(ºC) T (K) V Cm3
I -73 -73 + 273 = 200ºK 150II 127 127 + 273 = 400ºK 150 * 400 / 200 = 300 Cm3
III 327 327 + 273 = 600ºK 150 * 600 / 200 = 450 Cm3
IV 527 527 + 273 = 800ºK 150 * 800 / 200 = 600 Cm3
Cierta masa de gas ideal sufre una transformación isobárica. Recordando los resultados de los experimentos de Gay-Lussac, complete la tabla de este ejercicio.T (ºK) Temperatura Absoluta en grados Kelvint (ºC) temperatura inicial en grados CelsiusTransformación de grados Celsius a grados Kelvin T(ºK) = T(ºC) + 273
V2 = V1 * T2 / T1
VII = 150 * 400 / 200 = 300 Cm3
VIII = 150 * 600 / 200 = 450 Cm3
VIV = 150 * 800 / 200 = 600 Cm3
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Si se construyera un diagrama V x t con los datos del ejercicio anterior,
El resultado del Diagrama V x t es una recta que no pasa por el origen, al existir un volumen inicial.
t(ºC) V Cm3
-73 150
127 300
327 450
527 600
V Cm3
tºC-127 0 127 227 327 427 527
600
450
300
150
¿Cuál sería su aspecto?
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Usando la tabla del ejercicio anterior, construya el Diagrama V x T
El resultado del Diagrama V x T es una recta que pasa por el origen
T (K) V Cm3
200ºK 150
400ºK 300
600ºK 450
800ºK 600
V Cm3
TºK0 200 400 600 800
600
450
300
150
¿Qué tipo de grafica obtuvo?
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¿Esperaba obtener este tipo de gráfica V x T para una transformación isobárica?
SI, debido a que el Volumen es directamente proporcional a la Temperatura absoluta
V α T
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Suponga que el gas del ejercicio 9, en el estado I, tiene una densidad de. 6,0 gramo/litro Calcule su densidad en los estados II, III y IV.
Estado t(ºC) T (K) ρ gramo/litroI -73 -73 + 273 = 200ºK 6,0II 127 127 + 273 = 400ºK 6 / 2 = 3III 327 327 + 273 = 600ºK 6 / 3 = 2IV 527 527 + 273 = 800ºK 6 / 4 = 1,5
Al duplicar T, se duplica V y ρ queda dividida entre 2 Al triplicar T, se triplica V y ρ queda dividida entre 3Al cuadriplicar T, se cuadruplica V y ρ queda dividida entre 4
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Tres recipientes A, B, C, con volúmenes iguales, contienen respectivamente, HCL, H2O y NH3, todas estas sus en estados
gaseoso y a la misma presión y temperatura. Suponga que el recipiente A contiene 1,0 x 1024 moléculas de HCL.
¿Cuántas moléculas de vapor de H2O existen en B? y ¿Cuántas
de NH3 existen en C?
Según la Ley de Avogadro que nos indica de dos muestras de gas que ocupan “volúmenes iguales , a una misma presión y temperatura, tienen el mismo número de moléculas”
Por tanto en ambas muestras existen el mismo número de moléculas que es de
1,0 x 1024 moléculas
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¿Cuál es el número de átomos de H existentes en cada recipiente?
En el recipiente A que contiene HCL.Para el HCL habría N átomos de H 1 molécula de H = 1,0 x 1024 átomos de HPor lo que
1 * 1,0 x 1024
En el recipiente B que contiene H2O Para el H2O habría 2N átomos de HPor lo que
2* 1,0 x 1024 = 2,0 x 1024
En el recipiente C que contiene NH3 Para el NH3 habría 3N átomos de HPor lo que
3* 1,0 x 1024 = 3,0 x 1024
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¿Cuántos gramos de hidrógeno se obtendrán de la descomposición de cada uno de esos gases? (La masa de un átomo de H es 1,7 x 10-24 gramos)
En el recipiente A que contiene HCL.
Para el HCL habría N átomos de H
Por lo que la masa de H es
1,0 x 1024 1,7 x 1024 gramos = 1 x
1 * 1,7 x 1024 gramos x = = 1,7 gramos
1,0 x 1024
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En el recipiente B que contiene H2O Para el H2O habría 2N átomos de HLa masa de un átomo de H es 1,7 x 10-24 gramos)
En el recipiente B que contiene H2O
Para el H2O habría 2N átomos de H
Por lo que la masa de H es
1,0 x 1024 1,7 x 1024 gramos = 1 x
2 * 1,7 x 1024 gramos x = = 3,4 gramos
1,0 x 1024
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En el recipiente C que contiene NH3 Para el NH3 habría 3N átomos de H(La masa de un átomo de H es 1,7 x 10-24 gramos)
Para el NH3 habría 3N átomos de H
Por lo que la masa de H es
1,0 x 1024 1,7 x 1024 gramos = 3 x
3 * 1,7 x 1024 gramos x = = 5,1 gramos
1,0 x 1024
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Un estudiante de química informo a uno de sus compañeros que para “matar” su sed tiene que beber 20 moles de agua. ¿Cuántos gramos de agua toma el estudiante? (Considere la masa atómica del oxígeno igual a 16 uma y la del hidrogeno igual a 1 uma) (uma = unidad de masa atómica)1 uma = 1.67 · 10-27 kg1.67 · 10-27 kg = 1.67 · 10-24 grPara el H2 1 mol de H = 2 grPor lo que en 20 moles de H = 40 gr Para el O1 mol de O2 = 32 gr Pero tenemos ½ mol de O2 = 16 grPor lo que en 20 de O = 16 * 20 = 320 grLuegoLa cantidad de H O que tomo el estudiante esH O = 40gr + 320 gr = 360 gr
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¿Cuántos moléculas de agua bebió el estudiante? (Considerando el número de Avogadro igual a 6 x 1023)
1 mol = 6 x 1022 moléculas
En 20 moles hay
20 * 6 x 1023 = 1,2 x 1025 moléculas
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Con base en las respuestas dadas en a y b. calcule la masa, en gramos, de una molécula de agua
Si en
20 moles = 360 gr de H O20 moles = 1,2 x 1025 moléculas
360 gr 1,2 x 1025 moléculas = x 1 molécula
360 gr * 1 molécula X = = 3 x 10-23 gr
1,2 x 1025 moléculas
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Considere los gases contenidos en los recipientes A, B, C del ejercicio 12Coloque estos gases en orden creciente de su masa molecular.
NH3, = 5,1 gr
H2O = 3,4 gr
HCL = 1,7 gr
Por la tanto el orden creciente es NH3, H2O y HCL
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Como ya se dijo, los tres gases tienen el mismo volumen, la misma presión e igual temperatura. Cuando los gases están en estas condiciones, ¿Cuál es la relación entre la densidad ρ y la masa molecular M de cada uno?.
Según la Ley de AvogadroLa densidad es directamente proporcional a la masa molecular
ρ α M
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Considerando las respuestas dadas en a y b, coloque los gases en orden creciente de sus densidades
Como ρ α M
Entonces el orden creciente de sus densidades es
NH3, H2O y HCL