CARACTERISTICAS Y PROPIEDADES DE LOS GASES

El comprender las diferentes propiedades de los gases y cómo varían, lo podremos conseguir a través de un modelo que pretenda  explicar ¿cómo están formados los gases? ¿Cómo son por dentro?

Un modelo: es una aproximación a la realidad.

Los modelos se elaboran para facilitar  la comprensión y el estudio  de diversos fenómenos.

Las leyes de los gases ayudan a predecir el comportamiento de los mismos, pero no explican lo que sucede a nivel molecular y que ocasiona los cambios que se observan en el nivel macroscopico. Por eso se ha propuesto el modelo de la Teoría Cinética Molecular, cuyos fundamentos iniciales se deben a D. Bernoulli en 1738 y posteriormente a Maxwell y Boltzman EN 1860.

Las investigaciones de estos produjeron numerosas generalizaciones acerca del comportamiento de los gases que desde entonces se conoce como:

“LA TEORÍA CINÉTICA MOLECULAR DE LOS GASES”

Cuyos postulados principales son:

1.- Los gases estan constituídos por pequeñas partículas que estan separadas por distancias mucho mayores que sus propias dimensiones. Las partículas pueden considerarse como "puntos" es decir, poseen masa pero tienen un volumen despreciable comparado con el volumen que los contiene.

2.- Debido a que las partículas de gas permanecen separadas, entre ellas no existe ninguna fuerza de atracción o repulsión significativa y puede considerarse que se comportan como masas muy pequeñas.

3.- Las particulas de gas están en continuo movimiento en dirección aleatoria y con frecuencia chocan unas con otras. Las colisiones entre las partículas son perfectamente elásticas, es decir, la energía se transfiere de una partícula a otra por efecto de las colisiones; sin embargo, la energía total de todas las partículas del sistema permanece inalterada.

4.- La energía cinética promedio de las partículas es proporcional a la temperatura del gas (en Kelvin), la energía cinética promedio de una partícula está dada por:

Ec = ½ mv2    

Donde:

Ec = Energía Cinética.

m = Masa de la partícula

v= Velocidad de la particula.


CARACTERISTICAS DE LOS GASES

Comprensión

Tomando como referencia el tamaño de las partículas de un gas, existe una gran distancia  de espacio vació entre ellas, lo que hace posible  su comprensión o compresibilidad, es decir, la reducción  o disminución  de los espacios  vacíos entre  sus moléculas; lo cual  se logra  aumentando  la presión  y/o disminuyendo la temperatura.

 

 

Expansión

Cuando se calienta una muestra de gas, aumenta la velocidad promedio de sus partículas, las cuales se mueven  en un espacio mayor, dando como resultado que todo el gas aumenta su volumen se han expandido.

Experimentos de compresión y expansión

 

Video del experimento de compresión y expansión de gases

 

Ejercen presión sobre el recipiente que los contienen

Al estar en continuo movimiento, las partículas de un gas chocan contra las paredes del recipiente  que los contiene, ejerciendo presión sobre ellas.

Difusión

Cuando dos gases entran en contacto, se mezclan hasta quedar uniformemente  repartidas las partículas  de uno en otro, esto es posible  por el gran espacio  existente  entre sus partículas  y por el continuo  movimiento de estas.

 

EXPERIMENTO DE DIFUSIÓN

 

VARIABLES FUNDAMENTALES

 

UNIDADES FÍSICAS

Presión: se define como la fuerza aplicada por unidad de área

P=F/A             

Donde:   P= presión

                F= fuerza

                A= área.

Las unidades de medida de la presión se representan por el cociente de las unidades de fuerza  entre las de superficie: g/cm², kg/cm², lb/in², atmósferas, torricelli, etc.

EXPERIMENTOS DE PRESIÓN

Presión atmosférica

Volumen: se define como el espacio ocupado por un cuerpo. Las unidades de medida del volumen son: centímetros cúbicos (cm³) decímetros cúbicos (dm³), metros cúbicos (m³), litros (L) mililitros (mL), kilolitros (kL), etc.

Equivalencias

         1L          =  1000 mL

         1 dm³    =  100 cm³

         1 L         =   1 dm³

         1mL       =  1 cm³

         1kL        =  1000 L

         1 m³       =   1000 L

Temperatura:

¿Qué es la temperatura? La temperatura es una propiedad de los sistemas que nos indica cuando dos sistemas han alcanazado el equilibrio térmico. Para el modelo de gases ideales, la temperaura se define como la medida de la energía cinética promedio que tienen las partículas de un sistema.

Consideremos dos sistemas  A y B, en los cuales la temperatura A es mayor que la temperatura B. Los sistemas son cerrados: no puede salir o entrar materia de ellos, aunque la energía si lo puede hacer. Los dos sistemas se ponen en contacto y se observa que se transfiere energía del sistema A (de mayor  temperatura) al sistema B (de menor temperatura) hasta que estas se igualan. En dicho punto se dice que los dos sistemas se encuentran en equilibrio térmico.

EJERCICIOS DE TEMPERATURA

 

Unidades químicas

 

Mol

Unidad de medida (SI) de la cantidad de sustancia (n)

Un mol se define como la unidad de cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kg de carbono 12 (14a. Conferencia General de Pesas y Medidas - 1971, resolución 3).

Pero ¿Cuántos átomos hay en 12 g de C 12?

                            6.022x1023 átomos

A este número se le conoce como Número de Avogadro en honor al Químico Italiano Amadeo Avogadro.

OTRAS UNIDADES QUIMICAS