Leyes de los gases

Presenta elementos básicos, no exhaustivos de las leyes de los gases.

1. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Leyes de los GasesLeyes de los Gases
M en C Rafael Govea Villaseñor M en C Rafael Govea Villaseñor
CINVESTAV-IPNCINVESTAV-IPN
UAM-IUAM-I
Versión 1.0 03-2017Versión 1.0 03-2017

2. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿Qué es un gas?¿Qué es un gas?
Uno de los 5 estados de agregación de la materiaUno de los 5 estados de agregación de la materia
A nivel macroscópico, un gas:A nivel macroscópico, un gas:
●
Carece de Volumen definidoCarece de Volumen definido
●
No tiene forma propiaNo tiene forma propia
●
Es Compresible y expandible.Es Compresible y expandible.
●
A nivel nanoscópicoA nivel nanoscópico
●
Las moléculas de un gas se Las moléculas de un gas se
mueven velozmente a gran mueven velozmente a gran
distancia una de otra.distancia una de otra.

3. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿Los gases tienen propiedades macroscópicas?¿Los gases tienen propiedades macroscópicas?
Si,Si, son: son:
Volumen, el espacio ocupadoVolumen, el espacio ocupado
Temperatura, la medida de la intensidad de Temperatura, la medida de la intensidad de
movimiento de las moléculas.movimiento de las moléculas.
Presión, la fuerza ejercida por las moléculas Presión, la fuerza ejercida por las moléculas
al chocar contra las paredes del contenedor.al chocar contra las paredes del contenedor.

4. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Ley de AvogadroLey de Avogadro
Desde el punto de vista químico: A Desde el punto de vista químico: A
presión y temperatura constantes...presión y temperatura constantes...
la misma cantidad de un gas ocupa el mismo la misma cantidad de un gas ocupa el mismo
volumen sin importar su naturaleza química.volumen sin importar su naturaleza química.
VV
11
nn
11
VV
22
nn
22
==
Donde V es el volumen medido en litros (L) y n es la
cantidad de moléculas del gas medido en moles.
Por ejemplo:Por ejemplo:
Si una mol de gas ocupa 2 L, entonces 5 L contienen 2.5 Si una mol de gas ocupa 2 L, entonces 5 L contienen 2.5
moles de gas.moles de gas.

5. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Ley de AvogadroLey de Avogadro
Dicho físicamente: Dicho físicamente: A presión y temperatura A presión y temperatura
constantes el volumen de un gas depende de la constantes el volumen de un gas depende de la
cantidad de sustancia gaseosa.cantidad de sustancia gaseosa.

6. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Ley de BoyleLey de Boyle
A temperatura y cantidad de A temperatura y cantidad de
sustancia constantes...sustancia constantes...
El volumen de un gas cambia inversamente a El volumen de un gas cambia inversamente a
la presión.la presión.
VV
11
PP
11==
Donde V es el volumen medido en litros (L) y P es la Donde V es el volumen medido en litros (L) y P es la
presión medida en atmósferas.presión medida en atmósferas.
Por ejemplo:Por ejemplo:
Si 3 L de gas se encuentran a 1 atm, entonces si se duplica Si 3 L de gas se encuentran a 1 atm, entonces si se duplica
la presión ocupará 1.5 L.la presión ocupará 1.5 L.
VV
22
PP
22
PP VV
TT
BB
C
h
C
h
G
-
L
G
-
L

7. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Ley de BoyleLey de Boyle
A temperatura y cantidad de sustancia constantes, A temperatura y cantidad de sustancia constantes, el volumen el volumen
de un gas cambia inversamente a la presión.de un gas cambia inversamente a la presión.

8. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Ley de CharlesLey de Charles
A presión y cantidad de A presión y cantidad de
sustancia constantes...sustancia constantes...
El volumen de un gas cambia El volumen de un gas cambia
proporcionalmente a la temperatura.proporcionalmente a la temperatura.
Donde V es el volumen medido en litros (L) y T es la Donde V es el volumen medido en litros (L) y T es la
temperatura medida en grados Kelvin.temperatura medida en grados Kelvin.
Por ejemplo:Por ejemplo:
Si 5 L de gas se encuentran a 273 K (0° C) entonces si la Si 5 L de gas se encuentran a 273 K (0° C) entonces si la
temperatura aumenta a 293 K ocupará 5.4 L.temperatura aumenta a 293 K ocupará 5.4 L.
VV
11
TT
11
VV
22
TT
22
==
PP VV
TT
BB
C
h
C
h
G
-
L
G
-
L

9. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Ley de CharlesLey de Charles
A presión y cantidad de sustancia constantes, A presión y cantidad de sustancia constantes, el el
volumen de un gas cambia proporcionalmente a la volumen de un gas cambia proporcionalmente a la
temperatura.temperatura.

10. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Ley de Gay-LussacLey de Gay-Lussac
la presión de un gas cambia la presión de un gas cambia
proporcionalmente a la temperatura.proporcionalmente a la temperatura.
Donde P es el volumen medido en atmósferas y T es Donde P es el volumen medido en atmósferas y T es
la temperatura medida en grados Kelvin.la temperatura medida en grados Kelvin.
Por ejemplo:Por ejemplo:
Si un gas se tiene 273 K (0° C) y una presión de 2 atm, Si un gas se tiene 273 K (0° C) y una presión de 2 atm,
entonces si la temperatura aumenta a 293 K la presión entonces si la temperatura aumenta a 293 K la presión
cambiará a 2.1 atm.cambiará a 2.1 atm.
PP
11
TT
11
PP
22
TT
22
==
A volumen y cantidad de A volumen y cantidad de
sustancia constantes...sustancia constantes...
PP VV
TT
BB
C
h
C
h
G
-
L
G
-
L

11. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Ley de Gay-LussacLey de Gay-Lussac
A volumen y cantidad de sustancia constantes, A volumen y cantidad de sustancia constantes, la la
presión de un gas cambia proporcionalmente a la presión de un gas cambia proporcionalmente a la
temperatura.temperatura.

12. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿Qué pasa si P, V y T ¿Qué pasa si P, V y T
cambian?cambian?
PP VV
TT
BB
C
h
C
h
G
-
L
G
-
L
La dependencia entre las tres variables se conjuntan:La dependencia entre las tres variables se conjuntan:
==
PP
22
VV
22
TT
22
PP
11
VV
11
TT
11
A cantidad de sustancia constante, A cantidad de sustancia constante, la presión de la presión de
un gas cambia proporcionalmente a la un gas cambia proporcionalmente a la
temperatura e inversamente al volumen.temperatura e inversamente al volumen.

13. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿Qué pasa si nada cambia pero se ¿Qué pasa si nada cambia pero se
desconoce una variable?desconoce una variable?
PP VV
TT
BB
C
h
C
h
G
-
L
G
-
L
PV = nRTPV = nRT
Pues se puede conocer a través de las demás Pues se puede conocer a través de las demás
usando la usando la Ley General de los Gases IdealesLey General de los Gases Ideales que que
se obtiene conjuntando las leyes de los gases:se obtiene conjuntando las leyes de los gases:
Donde P = presión, Donde P = presión, V = volumen,V = volumen, n = sustancia en moles,n = sustancia en moles,
R = Constante general del estado gaseosoR = Constante general del estado gaseoso y T = y T =
temperatura en Ktemperatura en K

14. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
¿Cuál es el valor de la Constante ¿Cuál es el valor de la Constante
General del Estado Gaseoso?General del Estado Gaseoso?
R = 0.082 atm L/mol KR = 0.082 atm L/mol K
Depende de la unidades que se usen para las demás Depende de la unidades que se usen para las demás
variables de la ley, por ejemplo:variables de la ley, por ejemplo:
R = 62.36 mmHg L/mol KR = 62.36 mmHg L/mol K
R = 8.2 atm mR = 8.2 atm m
33
/mol K/mol K

15. M en C Rafael Govea M en C Rafael Govea
VillaseñorVillaseñor
Una MnemotecniaUna Mnemotecnia
PP VV
TT
Ley de BoyleLey de Boyle
L
e y
d
e C
h
a r l e s
L
e y
d
e C
h
a r l e s
L
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y

d
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a
y
-
L
u
s
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c
L
e
y

d
e

G
a
y
-
L
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s
s
a
c
Habrás notado este esquema en las diapositivas anteriores, resume qué Habrás notado este esquema en las diapositivas anteriores, resume qué
variables relacionan por cuáles leyes y refleja la estructura de cada ley. variables relacionan por cuáles leyes y refleja la estructura de cada ley.
Encuentra cómo cada ley se puede obtener del esquemaEncuentra cómo cada ley se puede obtener del esquema