¿Qué es la ley de los gases ideales?
Ley de los Gases Ideales y Ecuaciones de Estado
La mayoría de las veces, la ley de los gases ideales se puede utilizar para realizar cálculos de gases reales. Ben Edwards, Getty Images
los Ley de los gases ideales es una de las ecuaciones de estado. Aunque la ley describe el comportamiento de un gas ideal, la ecuación es aplicable a gases reales bajo muchas condiciones, por lo que es una ecuación útil para aprender a usar. La Ley de los Gases Ideales se puede expresar como:
PV = NkT
dónde:
P = presión absoluta en atmósferas
V = volumen (generalmente en litros)
n = número de partículas de gas
k = constante de Boltzmann (1,38·10−23J·K−1)
T = temperatura en Kelvin
La Ley de los Gases Ideales se puede expresar en unidades SI donde la presión está en pascales, el volumen es en metros cúbicos , N se convierte en n y se expresa como moles, y k se reemplaza por R, el Constante de gas (8.314 J·K−1·mol−1):
VP = nRT
Ideal Gases Versus Real Gases
La ley de los gases ideales se aplica a ideal gases . Un gas ideal contiene moléculas de un tamaño insignificante que tienen una energía cinética molar promedio que depende solo de la temperatura. Fuerzas intermoleculares y el tamaño molecular no son considerados por la Ley de los Gases Ideales. La ley de los gases ideales se aplica mejor a los gases monoatómicos a baja presión y alta temperatura. La presión más baja es mejor porque entonces la distancia promedio entre las moléculas es mucho mayor que la tamaño molecular . El aumento de la temperatura ayuda debido a la energía cinética de las moléculas aumenta, haciendo que el efecto de la atracción intermolecular sea menos significativo.
Derivación de la ley de los gases ideales
Hay un par de formas diferentes de derivar el Ideal como Ley. Una manera simple de entender la ley es verla como una combinación de Ley de Avogadro y la Ley de Gases Combinados. los Ley de los gases combinados puede expresarse como:
PV / T = C
donde C es una constante que es directamente proporcional a la cantidad del gas o número de moles de gas, n. Esta es la Ley de Avogadro:
C = nR
donde R es el constante universal de gas o factor de proporcionalidad. combinando las leyes :
VP/T = nR
Multiplicando ambos lados por T se obtiene:
VP = nRT
Ley de los gases ideales - Problemas de ejemplo resueltos
Problemas de gas ideal vs no ideal
Ley de los gases ideales: volumen constante
Ley de los gases ideales - Presión parcial
Ley de los gases ideales - Cálculo de moles
Ley de los gases ideales: resolución de la presión
Ley de los gases ideales: resolución de la temperatura
Ecuación de los gases ideales para Procesos Termodinámicos
| Proceso (Constante) | Conocido Relación | PAGS2 | EN2 | T2 |
| isobárico (PAGS) | EN2/EN1 T2/T1 | PAGS2=P1 PAGS2=P1 | EN2=V1(EN2/EN1) EN2=V1(T2/T1) | T2=T1(EN2/EN1) T2=T1(T2/T1) |
| isocórico (EN) | PAGS2/PAGS1 T2/T1 | PAGS2=P1(PAGS2/PAGS1) PAGS2=P1(T2/T1) | EN2=V1 EN2=V1 | T2=T1(PAGS2/PAGS1) T2=T1(T2/T1) |
| isotérmico (T) | PAGS2/PAGS1 EN2/EN1 | PAGS2=P1(PAGS2/PAGS1) PAGS2=P1/(EN2/EN1) | EN2=V1/(PAGS2/PAGS1) EN2=V1(EN2/EN1) | T2=T1 T2=T1 |
| isoentrópico reversible adiabático (entropía) | PAGS2/PAGS1 EN2/EN1 T2/T1 | PAGS2=P1(PAGS2/PAGS1) PAGS2=P1(EN2/EN1)−c PAGS2=P1(T2/T1)γ/(γ − 1) | EN2=V1(PAGS2/PAGS1)(−1/c) EN2=V1(EN2/EN1) EN2=V1(T2/T1)1/(1 - c) | T2=T1(PAGS2/PAGS1)(1 - 1/c) T2=T1(EN2/EN1)(1 - c) T2=T1(T2/T1) |
| politropico (VPnorte) | PAGS2/PAGS1 EN2/EN1 T2/T1 | PAGS2=P1(PAGS2/PAGS1) PAGS2=P1(EN2/EN1)−n PAGS2=P1(T2/T1)n/(n - 1) | EN2=V1(PAGS2/PAGS1)(-1/n) EN2=V1(EN2/EN1) EN2=V1(T2/T1)1/(1 − n) | T2=T1(PAGS2/PAGS1)(1 - 1/n) T2=T1(EN2/EN1)(1−n) T2=T1(T2/T1) |