El gas es un estado de la materia que no tiene una forma fija ni un volumen fijo. Los gases tienen una densidad más baja que otros estados de la materia, como sólidos y líquidos . Hay una gran cantidad de espacio vacío entre las partículas, que tienen mucha energía cinética. Las partículas se mueven muy rápido y chocan entre sí, lo que hace que se difundan o se extiendan, hasta que se distribuyan uniformemente por todo el volumen.del contenedor.
Cuando más partículas de gas entran en un recipiente, hay menos espacio para que las partículas se esparzan y se comprimen. Las partículas ejercen más fuerza sobre el volumen interior del recipiente. Esta fuerza se llama presión. Se utilizan varias unidadespara expresar la presión. Algunas de las más comunes son atmósferas atm, libras por pulgada cuadrada psi, milímetros de mercurio mmHg y pascales Pa. Las unidades se relacionan entre sí de esta manera: 1 atm = 14,7 psi =760 mmHg = 101,3 kPa 1.000 pascales.
Además de la presión, denotada en ecuaciones como P, los gases tienen otras propiedades medibles: temperatura T, volumen V y número de partículas, que se expresa en un número molar no mol. En el trabajo que involucra la temperatura del gas,la escala Kelvin se usa con frecuencia.
Debido a que la temperatura y la presión varían de un lugar a otro, los científicos usan un punto de referencia estándar, llamado temperatura y presión estándar STP, en cálculos y ecuaciones. La temperatura estándar es el punto de congelación del agua - 32 grados Fahrenheit 0 grados Celsius o 273,15 Kelvin. La presión estándar es una atmósfera atm - la presión ejercida por la atmósfera en la Tierraal nivel del mar.
leyes de los gases
La temperatura, la presión, la cantidad y el volumen de un gas son interdependientes y muchos científicos han desarrollado leyes para describir las relaciones entre ellos.
ley de Boyle
La ley de Boyle lleva el nombre de Robert Boyle, quien la estableció por primera vez en 1662. La ley de Boyle establece que si la temperatura se mantiene constante, el volumen y la presión tienen una relación inversa; es decir, a medida que aumenta el volumen, la presión disminuye, según la Universidad deCalifornia, Davis ' ChemWiki . Aumentar la cantidad de espacio disponible permitirá que las partículas de gas se esparzan más, pero esto reduce la cantidad de partículas disponibles para colisionar con el contenedor, por lo que la presión disminuye. Disminuir el volumen del contenedor obliga a las partículas a chocar más a menudo, por lo que la presión aumenta. Un buen ejemplo de esto es cuando se llena una llanta con aire. A medida que entra más aire, las moléculas de gas se juntan, reduciendo su volumen. Mientras la temperatura se mantenga igual, la presión aumenta.
ley de Charles ley de Gay-Lussac
En 1802, Joseph Louis Gay-Lussac, un químico y físico francés hizo referencia a los datos recopilados por su compatriota, Jacque Charles, en un artículo que describe la relación directa entre la temperatura y el volumen de un gas mantenido a presión constante. La mayoría de los textos se refieren aa esto como la ley de Charles, pero algunos la llaman la ley de Gay-Lussac, o incluso la ley de Charles Gay-Lussac.
Esta ley establece que el volumen y la temperatura de un gas tienen una relación directa: a medida que aumenta la temperatura, el volumen aumenta, cuando la presión se mantiene constante. Calentar un gas aumenta la energía cinética de las partículas, lo que hace que el gas se expanda.para mantener la presión constante, el volumen del recipiente debe aumentarse cuando se calienta un gas.
Esta ley explica por qué es una regla de seguridad importante que nunca debe calentar un recipiente cerrado. Aumentar la temperatura sin aumentar el volumen disponible para acomodar el gas en expansión significa que la presión se acumula dentro del recipiente y puede hacer que explote. La leytambién explica por qué un termómetro para pavo sale cuando el pavo está listo: el volumen de aire atrapado debajo del émbolo aumenta a medida que aumenta la temperatura dentro del pavo.
número de Avogadro
En 1811, el científico italiano Amedeo Avogadro propuso la idea de que volúmenes iguales de gas a la misma temperatura y presión tendrán el mismo número de partículas, independientemente de su naturaleza química y propiedades físicas.
constante de gas ideal
La energía cinética por unidad de temperatura de un mol de gas es un valor constante, a veces denominado constante de registro , llamado así por el químico francés Henri Victor Regnault . Se abrevia con la letra R. Regnault estudió las propiedades térmicas de la materia y descubrió que la ley de Boyle no era perfecta. Cuando la temperatura de una sustancia se acerca a su punto de ebullición, la expansión de las partículas de gas no es exactamente uniforme.
ley de los gases ideales
el número de Avogadro, la constante del gas ideal y las leyes de Boyle y Charles se combinan para describir una teoría gas ideal en el que todas las colisiones de partículas son absolutamente iguales. Las leyes se acercan mucho a describir el comportamiento de la mayoría de los gases, pero hay desviaciones matemáticas muy pequeñas debido a las diferencias en el tamaño real de las partículas y las pequeñas fuerzas intermoleculares en los gases reales.Las leyes a menudo se combinan en una ecuación conocida como la ley de los gases ideales. Con esta ley, puede encontrar el valor de cualquiera de las otras variables presión, volumen, número o temperatura si conoce el valor de las otras tres.
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