¿Cómo nos ayuda el modelo del gas ideal a predecir el comportamiento de los gases reales? 3 h.
PRÁCTICAS: Determinación del volumen molar de un gas
El gas ideal es un modelo en el que las partículas del gas son puntuales (volumen despreciable) y no interaccionan entre sí más que por colisiones elásticas entre ellas.
A efectos prácticos, cualquier gas a una presión no muy alta y una temperatura no muy baja, se asemeja bastante a un gas ideal, y se le pueden aplicar razonablemente las leyes de los gases ideales.
El factor de compresibilidad Z permite verificar las desviaciones de la idealidad de los gases reales, para el que vale siempre 1. En el gráfico de arriba se muestra su valor para el hidrógeno a varias temperaturas.
En la práctica, cualquier a presión superior a 3 atm se desvía significativamente de la idealidad. Las desviaciones no son iguales para todos los gases, debido a que dependiendo de cada uno, las interacciones intermoleculares son de distinta intensidad:
Simulador de gas ideal: ENLACE.
La Ley de Boyle-Mariotte: para una cantidad fija de gas a una temperatura determinada, el producto de la presión por el volumen es constante.
a T constante.
La Ley de Charles: a presión constante, el volumen ocupado por una determinada cantidad de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta. Si la temperatura se expresa en grados kelvin (T(K)=t(ºC)+273), entonces se puede escribir:
La Ley de Gay Lussac: cuando el volumen es constante, la presión ejercida por una determinada cantidad de gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta. Si la temperatura se expresa en grados kelvin se puede escribir:
Las tres leyes pueden resumirse en una sola expresión en la que ninguna variable es constante:
Para una determinada cantidad de cualquier gas, sus variables de estado están relacionadas mediante la siguiente expresión
donde p es la presión, V el volumen, n el número de moles del gas, T la temperatura absoluta y R es la constante de los gases, cuyo valor sólo depende de las unidades en que se exprese y que vale en unidades internacionales 8.31 J/K·mol. Se debe intentar emplear unidades SI en todo momento.
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