LEY DE LOS GASES

INSTITUCIÓN EDUCATIVA EX-ALUMNAS DE LA PRESENTACIÓN

PRACTICA N°4


TRABAJO DE QUÍMICA:


INFORME SOBRE LAS LEYES DE LOS GASES


DOCENTE: DIANA FERNANDA JARAMILLO


ALUMNA: SARA ALEJANDRA VELASCO ROCHA


GRADO:10-2


FECHA: 22 de Agosto del 2018


IBAGUE/TOLIMA






INTRODUCCIÓN

En este informe se hablara respectivamente de los gases en el área de química, las leyes que de estos salen, y como se utilizan, con el fin de dar a conocer las diferentes clases de gases que hay y cuales son sus formulas.

En la naturaleza se presentan todo tipo de Gases y entre estos estas los gases ideales que cuentan con unas series de características importantes para su manejo, entre las leyes anteriormente mencionadas, las que vamos a trabar son la ley de Boyle, Charles y la ley de Gaylussac, definiendo las, explicando su origen y dando ejemplos a través de los ejercicios que se realizaran a lo ultimo del informe.

OBJETIVOS GENERALES

1. Dar a conocer las tres leyes esenciales de los gases
2. Presentar de manera adecuada el informe.
3. Brindar ayuda para el aprendizaje en Quimíca.
4. Motivar a los estudiantes para que lean sobre las ramas de la química, llevándolos a un mundo lleno de muchos misterios que son explicado por esta materia.

OBJETIVOS PERSONALES

1. Comprender adecuadamente el tema de los gases.
2. Saber mas a fondo, las leyes de los gases y en que se diferencian con un gas ideal.
3. Hacer un buen trabajo para demostrar lo que he aprendido.
4. Garantizar un conocimiento acertado sobre cuales son los verdaderos conceptos de la química.

MARCO TEORICO

Para entender las leyes de los gases, importante tener en cuenta los siguientes conceptos;

Temperatura: Según la teoría cinética, la temperatura es una medida de la energía cinética media de los átomos y moléculas que constituyen un sistema. Dado que la energía cinética depende de la velocidad, podemos decir que la temperatura está relacionada con las velocidades medias de las moléculas del gas.

Hay varias escalas para medir la temperatura; las más conocidas y utilizadas son las escalas Celsius (ºC), Kelvin (K) y Fahrenheit (ºF). En este trabajo sólo utilizaremos las dos primeras.

Presión:  En Física, llamamos presión a la relación que existe entre una fuerza y la superficie sobre la que se aplica:

P=FS

Dado que en el Sistema Internacional la unidad de fuerza es el newton (N) y la de superficie es el metro cuadrado (m2), la unidad resultante para la presión es el newton por metro cuadrado (N/m2) que recibe el nombre de pascal (Pa) barómetro.

1Pa=1Nm2

Otra unidad muy utilizada para medir la presión, aunque no pertenece al Sistema Internacional, es el milímetro de mercurio (mm Hg) que representa una presión equivalente al peso de una columna de mercurio de 1 mm de altura. Esta unidad está relacionada con la experiencia de Torricelli que encontró, utilizando un barómetro de mercurio, que al nivel del mar la presión atmosférica era equivalente a la ejercida por una columna de mercurio de 760 mm de altura. 

En este caso la fuerza se correspondería con el peso (m⋅g) de la columna de mercurio por lo que

1Pa=1Nm2

Como la masa puede expresarse como el producto de la densidad por el volumen (m=d⋅V), si sustituimos será:

P=d⋅V⋅gS$$$$

y dado que el volumen es el producto de la superficie de la base por la altura (V=S⋅h), tenemos

P=d⋅S⋅h⋅gS

y simplificando tenemos:

P=d⋅g⋅h

que nos permite calcular la presión en función de la densidad, la intensidad del campo gravitatorio y la altura de la columna.

Sustituyendo los correspondientes valores en la ecuación anterior tenemos que:

P=d⋅g⋅h=13600kgm3⋅9,8Nkg⋅0,76m≊101300Nm2=101300Pa

Según la teoría cinética, la presión de un gas está relacionada con el número de choques por unidad de tiempo de las moléculas del gas contra las paredes del recipiente. Cuando la presión aumenta quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo es mayor.

En este trabajo usaremos la atmósfera (atm) y el milímetro de mercurio (mmHg):

1atm=760mmHg

Volumen: El volumen es el espacio que ocupa un sistema. Recuerda que los gases ocupan todo el volumen disponible del recipiente en el que se encuentran. Decir que el volumen de un recipiente que contiene un gas ha cambiado es equivalente a decir que ha cambiado el volumen del gas.

En el laboratorio se utilizan frecuentemente jeringuillas como recipientes de volumen variable cuando se quiere experimentar con gases.

Arrastra el émbolo605040302010Volumen =60 mL

Hay muchas unidades para medir el volumen. En este trabajo usaremos el litro (L) y el mililitro (mL)

Su equivalencia es:

1L = 1000 mL

Como 1 L es equivalente a 1 dm3, es decir a 1000 cm3, tenemos que el mL y el cm3 son unidades equivalentes.

Ya sabiendo lo anterior se procederá a enseñar las leyes de los gases.

LEY DE BOYLE

Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante

Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte.

La ley de Boyle establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

El volumen es inversamente proporcional a la presión, cuando;

El volumen aumenta la presión disminuye.

Si la presión aumenta el volumen disminuye. 

¿Por qué ocurre esto?

Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.

Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión.

Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.

Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es:

P⋅V=k

(el producto de la presión por el volumen es constante)

Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una presión P1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:

P1⋅V1=P2⋅V2

que es otra manera de expresar la ley de Boyle.

LEY DE CHARLES

Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante

En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.

El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas:

• Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta.
• Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye.

¿Por qué ocurre esto?

Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).

Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene el mismo valor.

Matemáticamente podemos expresarlo así:

VT=k$$\frac{V}{T}=k$$

(el cociente entre el volumen y la temperatura es constante)

Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V1 que se encuentra a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V2, entonces la temperatura cambiará a T2, y se cumplirá:

V1T1=V2T2$$\frac{V_1}{T_1}=\frac{V_2}{T_2}$$

que es otra manera de expresar la ley de Charles.

Esta ley se descubre casi ciento cuarenta años después de la de Boyle debido a que cuando Charles la enunció se encontró con el inconveniente de tener que relacionar el volumen con la temperatura Celsius ya que aún no existía la escala absoluta de temperatura.

LEY DE GAY LUSSAC:

Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante

Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800.
Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.

La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura:

• Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión.
• Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.

¿Por qué ocurre esto?

Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.

Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:

PT=k$$\frac{P}{T}=k$$

(el cociente entre la presión y la temperatura es constante)

Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:

P1T1=P2T2$$\frac{P_1}{T_1}=\frac{P_2}{T_2}$$

que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.

Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta. Al igual que en la ley de Charles, las temperaturas han de expresarse en Kelvin.

LEY DE BOYLE, EJERCICIOS:

LEY DE CHARLES

LEY CHARLES

CONCLUSIONES

1. La ley de boyle es inversamente proporcional, ya que cuando el volumen aumenta la presion disminuye, y a su inversa.
2. La ley de charles, es directamente proporcional, ya que cuando el volumen aumenta tambien lo hace la temperatura, y a su inversa.
3. En muchas ocasiones hay que pasar de litros a minilitros o al contrario, igual que pasa con los grados de la temperatura.
4. Estas dos leyes tienen unas formulas muy sencillas, pero se deben utilizar adecuadamente.

WEB GRAFIA

• http://www.educaplus.org/gases/ejer_charles.html
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