Ley combinada de los gases

Hoja de trabajo de la ley de los gases combinados

El frigorífico moderno aprovecha las leyes de los gases para eliminar el calor de un sistema. Se permite que el gas comprimido en las bobinas se expanda. Esta expansión reduce la temperatura del gas y transfiere la energía térmica del material del frigorífico al gas. Cuando el gas se bombea a través de las bobinas, la presión sobre el gas lo comprime y aumenta su temperatura. Este calor se disipa a través de las bobinas al aire exterior. Cuando el gas comprimido se bombea de nuevo a través del sistema, el proceso se repite.
Hasta aquí hemos examinado las relaciones entre dos variables cualesquiera de \ (P\), \ (V\) y \ (T\), mientras que la tercera variable se mantiene constante. Sin embargo, se dan situaciones en las que las tres variables cambian. La ley combinada de los gases expresa la relación entre la presión, el volumen y la temperatura absoluta de una cantidad fija de gas. En un problema de la ley combinada de los gases, sólo se mantiene constante la cantidad de gas.
Puede parecer un reto recordar todas las diferentes leyes de los gases presentadas hasta ahora. Afortunadamente, las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac pueden derivarse fácilmente de la ley combinada de los gases. Por ejemplo, consideremos una situación en la que se produce un cambio en el volumen y la presión de un gas mientras la temperatura se mantiene constante. En ese caso, se puede decir que \ (T_1 = T_2\). Mira la ley combinada de los gases y cancela la variable \(T\) de ambos lados de la ecuación. Lo que queda es la Ley de Boyle: \(P_1 por V_1 = P_2 por V_2). Del mismo modo, si la presión es constante, entonces \(P_1 = P_2\) y cancelando \(P\) de la ecuación queda la Ley de Charles. Si el volumen es constante, entonces \(V_1 = V_2\) y cancelando \(V\) de la ecuación se obtiene la Ley de Gay-Lussac.

Primera ley de la termodinámica…

Existen 4 leyes generales que relacionan las 4 propiedades características básicas de los gases entre sí. Cada ley lleva el título de su descubridor. Aunque es importante entender las relaciones que cubre cada ley, conocer al descubridor no es tan importante y resultará redundante una vez que se introduzca la ley combinada de los gases. Por lo tanto, concéntrese en comprender las relaciones más que en memorizar los nombres.
Esto significa que el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura Kelvin. Piénsalo así, si aumentas el volumen de un gas y debes mantener la presión constante, la única forma de conseguirlo es que la temperatura del gas también aumente.
La reducción del volumen del gas significa que las moléculas chocan más a menudo con las paredes, lo que aumenta la presión, y a la inversa, si el volumen aumenta, la distancia que deben recorrer las moléculas para chocar con las paredes aumenta y chocan menos a menudo, lo que disminuye la presión.
Si se aumenta la cantidad de gas en un recipiente, el volumen aumenta.    Si se reduce la cantidad de gas en un recipiente, el volumen disminuye. Esto supone, por supuesto, que el recipiente tenga paredes dilatables.

Ejemplo de la ley de los gases combinados

Difunde el amorEn primer lugar, ¿qué es la ley de los gases combinados? Bueno, como su nombre indica, combina los tres casos especiales de una ley de los gases ideales, es decir, la Ley de Boyles, la Ley de Charles y la Ley de Gay-Lussac. En otras palabras, es una mera unificación de tres casos de leyes de gases ideales.
Por otra parte, cuando los tres casos especiales, es decir, la Ley de Boyles, la Ley de Charles y la Ley de Gay-Lussac, se combinan con la Ley de Avogadro, el resultado final es la Ley de los Gases Ideales de la Termodinámica.
Relaciones entre las leyes de Boyle, Charles, Gay-Lussac, Avogadro, combinadas y la ley de los gases ideales, con la constante de Boltzmann kB = R / NA = n R / N (en cada ley, las propiedades marcadas con un círculo son constantes y las no marcadas con un círculo son variables)/Crédito: Wikimedia Commons
Finalmente, cuando se fusionan las leyes de Boyle, Charle y Gay Lussac, obtenemos la Ley de los Gases Combinados. Además, cuando la Ley de los Gases Combinados se sustituye además por la Ley de Avogadro, se obtiene la Ley de los Gases Ideales.
De acuerdo con la definición de la Ley de los Gases Combinados, la fórmula de la Ley de los Gases Combinados puede representarse en dos formas diferentes: la forma normal y la forma especial. Veamos ambas ecuaciones una por una:

Comentarios

Retrocedamos en el tiempo y echemos un vistazo a la evolución de las leyes de los gases: De Boyle a Charles y de Gay-Lussac a Avogadro, recorriendo la constante progresión de las leyes de los gases hasta el descubrimiento de la ley de los gases combinados.
El estudio de los gases y de cómo se relacionan sus propiedades es una de las primeras pruebas cuantificables de lo que finalmente se convirtió en química. Si se toma un frasco de gas sellado y se evita que el gas entre o salga, se puede caracterizar el material del recipiente mediante tres medidas: la temperatura, el volumen y la presión. En este artículo, vamos a aprender cómo se enseña a la mayoría de la gente cómo se relacionan estas tres cantidades.
El primer estudio sobre la relación entre la temperatura, la presión y el volumen de un gas se realizó en 1662, cuando el químico irlandés Robert Boyle exploró la relación entre la presión y el volumen. Tomó un tubo de vidrio en forma de J lleno de aire y luego vertió mercurio líquido. Al variar la cantidad de mercurio que vertía, variaba la presión que experimentaba el aire.

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