TRABAJO DE FISIOQUÍMICA

NOMBRE: SEBASTIAN DANIEL TITUAÑA ARMIJOS

CURSO:2DO BACH “B”

PRESION DE UN GAS Los gases ejercen presión sobre

cualquier superficie con la que entren en contacto, ya que las moléculas gaseosas se hallan en constante movimiento.

Al estar en movimiento continuo, las moléculas de un gas golpean frecuentemente las paredes internas del recipiente que los contiene

Al hacerlo, inmediatamente rebotan sin pérdida de energía cinética, pero el cambio de dirección (aceleración) aplica una fuerza a las paredes del recipiente. Esta fuerza, dividida por la superficie total sobre la que actúa, es la presión del gas.Definición de presión: La presión se define como una fuerza aplicada por unidad de área, es decir, una fuerza dividida por el área sobre la que se distribuye la fuerza.Presión = Fuerza / ÁreaLa presión de un gas se observa mediante la medición de la presión externa que debe ser aplicada a fin de mantener un gas sin expansión ni contracción.Para visualizarlo, imaginen un gas atrapado dentro de un cilindro que tiene un extremo cerrado por en el otro un pistón que se mueve libremente.

Con el fin de mantener el gas en el recipiente, se debe colocar una cierta cantidad de peso en el pistón (más precisamente, una fuerza, f) a fin de equilibrar exactamente la fuerza ejercida por el gas en la parte inferior del pistón, y que tiende a empujarlo hacia arriba. La presión del gas es simplemente el cociente f / A, donde A es el área de sección transversal del pistón.

Unidades de presión

La presión es una de las propiedades de los gases que se mide con mayor facilidad. En unidades del sistema internacional (SI), la fuerza se expresa en newtons (N) y el área en metros cuadrados (m2). La correspondiente fuerza por unidad de área, la presión, está en en unidades de N/m.

La unidad del SI de presión es el pascal (Pa) que se define como una presión de un newton por metro cuadrado. De esta forma, una presión en pascales está dada por:

P(Pa) = F(N) / A (m2)

Como el pascal es una unidad de presión muy pequeña, en general las presiones son dadas en kilopascales (kPa).

Para llegar a las unidades de presión, primero se empieza con la velocidad y la aceleración (de las moléculas del gas).

La velocidad es la distancia recorrida en función del tiempo:

velocidad (m/s) = distancia recorrida (m)/ tiempo (s)

Luego tenemos la aceleración qye es el cambio de velocidad en función del tiempo:

aceleración (m/s2)= Velocidad inicial (m/s) - Velocidad final (m/s) / tiempo (t)

Luego tenemos la fuerza, que es el producto de la masa y la aceleración

Fuerza (N) = masa (kg) x aceleración (m/s2)y finalmente llegamos a la presión Presión (Pa) = Fuerza (N) / Área (m2)En química, es muy común encontrar las

unidades de presión de los gases exporesadas en atmósferas (atm), milímetos de mercurio (mmHg), o torr.

101325 Pa = 1 atm = 760mmHg = 760 torr

La temperatura en los gasesPara un gas ideal, la teoría cinética de gases

utiliza mecánica estadística para relacionar la temperatura con el promedio de la energía total de los átomos en el sistema. Este promedio de la energía es independiente de la masa de las partículas, lo cual podría parecer contra intuitivo para muchos. El promedio de la energía está relacionado exclusivamente con la temperatura del sistema, sin embargo, cada partícula tiene su propia energía la cual puede o no corresponder con el promedio; la distribución de la energía, (y por lo tanto de las velocidades de las partículas) está dada por la distribución de Maxwell-Boltzmann. La energía de los gases ideales monoatómicos se relaciona con su temperatura por medio de la siguiente expresión:

Ēt=³∕₂n RT, donde (n= número de moles, R= constante de los gases ideales).

En un gas diatónico, la relación es:

Ēt= ⁵∕₂n RT

El cálculo de la energía cinética de objetos más complicados como las moléculas, es más difícIl. Se involucran grados de libertadadicionales los cuales deben ser considerados. La segunda ley de la termodinámica establece sin embargo, que dos sistemas al interactuar el uno con el otro adquirirán la misma energía promedio por partícula, y por lo tanto la misma temperatura.

En una mezcla de partículas de varias masas distintas, las partículas más masivas se moverán más lentamente que las otras, pero aun así tendrán la misma energía promedio. Un átomo de Neón se mueve relativamente más lento que una molécula de hidrógeno que tenga la misma energía cinética.

Una manera análoga de entender esto es notar que por ejemplo, las partículas de polvo suspendidas en un flujo de agua se mueven más lentamente que las partículas de agua. Para ver una ilustración visual de éste hecho vea este enlace. La ley que regula la diferencia en las distribuciones de velocidad de las partículas con respecto a su masa es la ley de los gases ideales.

En el caso particular de la atmósfera, los meteorólogos han definido la temperatura atmosférica (tanto la temperatura virtual como la potencial) para facilitar algunos cálculos.

FIN