La ley general de los gases o ley combinada dice que una masa de un gas ocupa un volumen que está determinado por la presión y la temperatura de dicho gas. Estudian el comportamiento de una determinada masa de gas si una de esas magnitudes permanece constante.
Esta ley se emplea para todos aquellos gases ideales en los que el volumen, la presión y la temperatura no son constantes. Además la masa no varía. La fórmula de dicha ley se expresa. Es decir, el volumen de la situación inicial por la presión original sobre la temperatura es igual al volumen final por la presión nueva aplicada sobre la temperatura modificada.
Las propiedades de los gases son:
- Son faciles de comprimir.
- Se expanden hasta llenar el contenedor.
- Ocupan mas espacio que los liquidos o sòlidos que los conforman.
Ley de los gases ideales.
La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partìculas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques con perfectamente elàsticos. Se observan una serie de relaciones entre la temperatura, la presión y el volumen que dan lugar ala ley de los gases ideales.
La ecuación que describe normalmente la relación entre la presion, el volumen, la temperatura y la cantidad (en moles) de un gas ideal es:
Donde:
- P= Presión
- V= Volumen
- n= Moles de Gas.
- E= Constante universal de los gases ideales .
- T= Temperatura absoluta.
Gases ideales
Un gas ideal es un gas que se sujeta a estas suposiciones:
1. - Un gas esta formado por partículas llamadas moléculas. Dependiendo del gas, cada molécula esta formada por un átomo o un grupo de átomos. Si el gas es un elemento o un compuesto en su estado estable, consideramos que todas sus moléculas son idénticas.
2. - Las moléculas se encuentran animadas de movimiento aleatorio y obedecen las leyes de Newton del movimiento. Las moléculas se mueven en todas direcciones y a velocidades diferentes. Al calcular las propiedades del movimiento suponemos que la mecánica newtoniana se puede aplicar en el nivel microscópico. Como para todas nuestras suposiciones, esta mantendrá o desechara, dependiendo de sí los hechos experimentales indican o no que nuestras predicciones son correctas.
3. - El número total de moléculas es grande. La dirección y la rapidez del movimiento de cualquiera de las moléculas pueden cambiar bruscamente en los choques con las paredes o con otras moléculas. Cualquiera de las moléculas en particular, seguirá una trayectoria de zigzag, debido a dichos choques. Sin embargo, como hay muchas moléculas, suponemos que el gran número de choques resultante mantiene una distribución total de las velocidades moleculares con un movimiento promedio aleatorio.
4. - El volumen de las moléculas es una fracción despreciablemente pequeña del volumen ocupado por el gas. Aunque hay muchas moléculas, son extremadamente pequeñas. Sabemos que el volumen ocupado por un gas se puede cambiar en un margen muy amplio, con poca dificultad y que, cuando un gas se condensa, el volumen ocupado por el liquida pueden ser miles de veces menor que la del gas se condensa. De aquí que nuestra suposición sea posible.
5. - No actúan fuerzas apreciables sobre las moléculas, excepto durante los choques. En el grado de que esto sea cierto, una molécula se moverá con velocidad uniformemente los choques. Como hemos supuesto que las moléculas sean tan pequeñas, la distancia media entre ellas es grande en comparación con el tamaño de una de las moléculas. De aquí que supongamos que el alcance de las fuerzas moleculares es comparable al tamaño molecular.
6. - Los choques son elásticos y de duración despreciable. En los choques entre las moléculas con las paredes del recipiente se conserva el ímpetu y (suponemos)la energía cinética. Debido a que el tiempo de choque es despreciable comparado con el tiempo que transcurre entre el choque de moléculas, la energía cinética que se convierte en energía potencial durante el choque, queda disponible de nuevo como energía cinética, después de un tiempo tan corto, que podemos ignorar este cambio por completo.
El gas ideal es aquel que cumple con las leyes enunciadas por Boyle, Charles, Gay-Lussac y el principio de Avogadro.
Ley de boyle:
Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. La ley de Boyle establece que la presion del gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.
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| Se puede aumentar la presion añandiendo peso al embolo. |
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| Al agregar peso, el volumen es reducido por lo tanto las moleculas chocan mas en las paredes del recipiente causando que haya mas presion. |
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| El volumen es inversamente proporcional ala presion: Si la presion aumenta, el volumen disminuye. Si la presion disminuye, el volumen aumenta. |
Ley de Charles.
En 1787, Jack Charles estudio por primera vez la relacion entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presion constante y observo que cuando aumentaba la temperatura el volumen del gas tambien aumentaba y que al enfriar el volumen disminuia.
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| Se puede aumentar el volumen agregando calor al recipiente. |
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| Al aumentar al doble la temperatura se aprecia que el volumen tambien aumento al doble. |
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| Esto se conoce como la ley de Charles que nos dice: El volumen es directamente proporcional ala temperatura del gas: Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta. Si la temperatura disminuye, el volumen del gas disminuye. |
Ley de Gay-Lussac.
Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800. Establece la relacion entre la temperatura y la presion de un gas cuando el volumen es constante.
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| Se puede aumentar la presion del gas añadiendo calor al recipiente, siempre y cuando el volumen sea constante. |
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| Al añadir calor, la presion del gas aumenta ya que las moleculas de este chocan a una mayor velocidad en el mismo volumen que se encontraban anteriormente. |
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| La presion del gas es directamente proporcional a su temperatura: Si aumentamos la temperatura, aumentara la presion. Si disminuimos la temperatura, disminuira la presion. |
Principio de Avogadro.
Esta ley, descubierta por Avogadro a principios del siglo XIX, establece la relacion entre la cantidad de gas y su volumen cuando se mantienen constantes la temperatura y la presion.
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| Se puede aumentar el volumen agregando gas al embolo. |
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| Al agregar el gas, hay un mayor numero de moles en el recipiente, ocasionando que tenga que aumentar el volumen que se encuentra. |
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| El volumen es directamente proporcional a la cantidad de gas: Si aumentamos la cantidad de gas, aumentara el volumen. Si disminuimos la cantidad de gas, disminuira el volumen. |
