LEYES

DE LOS GASES

P.V = n. R. T

Profesora: Priscilla Vidal O.

Objetivo Describir las principales leyes de los gases . Realizar ejercicios para

comprobar el cumplimiento de estas leyes.

ley de Boyle

Ley de Charles

Ley de Gay- Lussac

Ley de Avogadro

Ley General de los Gases

Recordemos las

propiedades de los gases…

1. Fluidez

2. Difusión

3. Compresión

4. Resistencia

Leyes de los gases

El comportamiento físico de una muestra de gas puede describirse completamente con cuatro variables:

- presión (P)- volumen (V)- temperatura (T)- cantidad (número de moles) de gas (n)

Las variables son interdependientes: Cualquiera de ellas puede calcularse, midiendo las otras tres.

PRESIÓN

P = F

A

Definición: es la fuerza perpendicular que se ejerce por unidad del área.

Unidades:

[P]=[N]/[m2]= Pa

1 Pa = N/m2

Otras unidades:

atm: 1 atm = 101 325 Pa

mm Hg: 760 mm Hg = 1 atm

5

VOLUMEN

Es la cantidad de espacio que ocupa la materia

en este caso un gas.

1000 ml 1L

1cm3 1ml

6

ESCALA CELCIUS (ºC)

Punto inferior: 0 ºC (fusión del

agua)

Punto superior: 100 ºC

(ebullición del agua)

7

100

ºC

0

ºC

ESCALA FARENHEIT (ºF)

(ºC – 0)= (ºF – 32)

100 180

ºC = 100 (ºF – 32)

180

ºC = 5 (ºF – 32)

9

8

212

ºF

0

ºF

32

ºF

100

ºC

0

ºC

X

ESCALA KELVIN O ABSOLUTA (ºK)

ºK = ºC + 273

9

100

ºC

-273

ºC

0

ºC

373

ºK

0

ºK

273

ºK

Ley de Boyle

Para una masa fija de gas, a

temperatura constante, la presión

es inversamente proporcional al

volumen.

V a 1/P (a T cte)

V = k 1/P

P1 • V1 = P2 • V2

Ley de CharlesPara una masa fija de gas, a

presión constante, el

volumen de un gas es

directamente proporcional a

la temperatura absoluta.

V a T (a P cte)

V = K • T

2

2

1

1

T

V

T

V

Ley de Gay Lussac

A volumen constante, la

presión de una masa fija de

gas es directamente

proporcional a la temperatura

absoluta.

P a T (a V y masa constante)

2

2

1

1

T

P

T

P

Ley de Avogadro

El volumen es directamente

proporcional a la cantidad de

gas:

•Si aumentamos la cantidad

de gas, aumentará el

volumen.

•Si disminuimos la cantidad

de gas, el volumen

disminuye.

Ley general de los Gases

•La Ley General de los Gases consiste en la unión de las siguientes leyes:

Ley de Boyle: P1 · V1 = P2 · V2

•Ley de Gay-Lussac: P1 / T1 = P2 / T2

•Ley de Charles: V1 / T1 = V2 / T2

Todas ellas se condensan en la siguiente fórmula que es aplicable para una

misma cantidad de gas:

donde:

P es la presión

•V es el volumen

•T es la temperatura absoluta (en grados Kelvin)

•Si la cantidad de gas No es la misma (mol) la ley general queda como la

ley ideal de los gases ideales:

•Donde R = 0,082 Atmx L / K x mol

1.- El volumen del aire en los pulmones de una persona es de 615 mL

aproximadamente, a una presión de 760 mmHg. La inhalación

ocurre cuando la presión de los pulmones desciende a 752 mmHg

¿A qué volumen se expanden los pulmones?

Datos Conversión de escalas

V1= 615 ml 0,615 L

P1= 760 mmHg 1 Atm

P2= 752 mmHg 0,98 Atm

V2= ?

Ley de Boyle

P1 • V1 = P2 • V2

1 Atm x 0,615 L = 0,98 Atm x V2

0,615 Atm x L = V2

0,98 Atm V2= 0,63 L

2.-Es peligroso que los envases de aerosoles se expongan al calor. Si

una lata de fijador para el cabello a una presión de 4 atmósferas y a

una temperatura ambiente de 27 °C se arroja al fuego y el envase

alcanza los 402 °C ¿Cuál ser á su nueva presión?

Datos Conversión de escalas

T1= 27°C 300°K

P1= 4 Atm 4 Atm

P2= ?

T2= 402°C 675°K

Ley de Gay-Lussac

2

2

1

1

T

P

T

P

4 Atm = P2_

300°K 675°K

0,013 Atm x 675°K = P2

°K

P2= 9 Atm

3.- Un alpinista inhala 500 mL de aire a una temperatura de 10°C

¿Qué volumen ocupará el aire en sus pulmones si su temperatura

corporal es de 37°C?

Datos Conversión de escalas

V1= 500 ml 0,5 L

T1= 10°C 283°K

V2= ?

T2= 37°C 310°K

Ley de Charles

2

2

1

1

T

V

T

V

0,5 L = V2_

283°K 310°K

1,76x 10-3 L x 310°K= V2

°KV2 = 0,55 L

4.- Se libera una burbuja de 25 mL del tanque de oxígeno de un

buzo que se encuentra a una presión de 4 atmósferas y a una

temperatura de 11°C. ¿Cuál es el volumen de la burbuja cuando

ésta alcanza la superficie del océano, dónde la presión es de 1 atm

y la temperatura es de 18 °C?

Datos Conversión de escalas

V1= 25 ml 0,025 L

P1= 4 Atm 4 Atm

T1= 11°C 284°K

V2= ?

P2= 1Atm 1 Atm

T2= 18°C 291°K

Ley Combinada

0,025L x 4Atm = V2 x 1Atm

284°K 291°K

3,52 x 10-4 LxAtm= V2 x 1Atm

291°K°K

3,52 x 10-4 LxAtm x 291°K = V2 x1Atm

°K

0,10LxAtm =V2

1Atm

V2= 0,10L

5.-Calcular el volumen de 6,4 moles de un gas a 210ºC sometido a 3

atmósferas de presión.

P · V = n · R · T

Pasamos la temperatura a Kelvin:

210ºC = (210 + 273) ºK = 483ºK

V = n · R · T / P

V = 6,4 moles · 0,0821 · 483ºK / 3 atm.

V = 84,56 litros

P · V = n · R · T

Pasamos la temperatura a Kelvin:

210ºC = (210 + 273) ºK = 483ºK

V = n · R · T / P

V = 6,4 moles · 0,0821 · 483ºK / 3 atm.

V = 84,56 litros

Para expertos….

5.- Un globo aerostático de 750 mL se infla con helio a 8 °C y a una presión de 8 atmósferas ¿Cuál es el nuevo volumen en litros del globo en la atmósfera a presión de 0.20 atm y temperatura de 45°C?

6.- Un aprendiz de Boyle encuentra que el aire atrapado en un tubo J, ocupa 24.8 cm3 a 1.12atm. Al adicionarle mercurio al tubo, aumenta la presión sobre el aire atrapado hasta 2.64 atm.Considere que la temperatura es constante. Cual es el nuevo volumen del aire atrapado enLitros?.

7.- Calcular el número de moles de un gas que tiene un volumen de 350 ml a 2,3 atmósferas depresión y 100ºC.