El estado gaseoso es un estado disperso de la materia lo que significa

El estado gaseoso es un estado disperso de la materia lo que significa que sus moléculas están separadas por una distancia mucho más grande que el diámetro real de sus moléculas y que se caracteriza por

1. el hecho que su volumen es muy sensible a las variaciones de la temperatura y la presión,
2. porque los gases no presentan superficie de contorno, es decir no tiene límites y
3. porque tienden a llenar completamente el espacio disponible.

El estado de un gas puede describirse de acuerdo a 4 parámetros o “variables de estado” que son presión, temperatura, volumen y número de moles o masa.

PRESION

La presión se define como la fuerza aplicada sobre una superficie, y su unidad es,

P =  Fuerza / Area  y en unidades            Newton / m2 = Pascal  (Pa)

pero como es muy pequeña para los casos prácticos, se utilizan otras.

La presión atmosférica se define como la presión que ejerce el aire sobre los cuerpos y varía respecto a la altura con el nivel del mar, y se mide en mm de Hg teniéndose un valor normal a nivel del mar ( 0 metros de altura ) de 760 mm Hg ( y este valor se define como 1 atmósfera ).

Estos valores derivan de la experiencia realizada por Torricelli.

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TEMPERATURA

La temperatura es una propiedad de un sistema que representa la condición de equilibrio térmico de un cuerpo que es independiente de la masa del mismo y de su composición.

Las diferentes escalas en las cuales se mide la temperatura, son

1. CELSIUS, creada por el físico sueco Anders Celsius, asigna una temperatura de 0° al equilibrio entre hielo y agua líquida, y 100 ° al equilibrio entre agua líquida y vapor. LA distancia entre ambas marcas de dilatación del mercurio en el bulbo del termómetro, se dividió en 100 unidades, llamadas grados.
2. FAHRENHEIT, creada por el alemán Gabriel Fahrenheit, es el mismo principio pero utilizando agua y cloruro amónico para la asignación de los puntos de evaporación y de congelamiento por los cuales derivó en otra escala, dividiendo la distancia en 180 unidades. En esas condiciones, el punto de congelación del agua pura es de 32°F y el de ebullición de 212°F.
3. KELVIN, creada por William Kelvin, llamada también Escala de temperatura absoluta, dado que se define a partir de los trabajos de Carnot y Regnault pues se había encontrado que la mínima energía que podía tener un cuerpo se obtenía ( por extrapolación ) a -273,15°C, y a ese valor se lo denominó 0 absoluto.  

VOLUMEN

Es el espacio que ocupa un sistema. Y como consecuencia, si cambia el volumen del recipiente donde hay un gas, debe cambiar también el volumen del gas.

Las unidades más usuales son litro o cm3.

NUMERO DE MOLES O MASA

Es la cantidad  total de moléculas que se encuentran en el recipiente, dividido por 6,02 * 1023 moléculas ( número de Avogadro ) o también la masa del gas dividido su peso molecular.

TEORIA CINETICA DE LOS GASES

Los científicos Joule, Clausius, Maxwell y Boltzmann contribuyeron principalmente al desarrollo de la teoría cinética molecular, también llamada teoría cinética, basada en la idea que todos los gases se comportan de la misma manera en lo referente al movimiento molecular.

Los postulados en los cuales se basa la teoría son:

1. Los gases están constituidos por moléculas que se mueven en línea recta y al azar.
2. Este movimiento se modifica si las partículas chocan entre sí o con las paredes del recipiente, pero los choques entre moléculas son elásticos.
3. La presión de un gas es producto de los choques de las partículas sobre las paredes del recipiente.
4. El volumen de las moléculas se considera despreciable comprado con el volumen del gas.
5. Entre las partículas no existen fuerzas ni atractivas ni repulsivas.
6. La energía cinética media de las moléculas es proporcional a la temperatura absoluta del gas.

LEYES DE LOS GASES

Ley de Boyle – Mariotte

Trabajando independientemente Boyle y Mariotte descubrieron la relación existente entre la presión y el volumen de un gas: “si no varía la temperatura, el producto del volumen que ocupa, por la presión a la cual está el gas, es constante”.

Matemáticamente, decimos que    P1V1 = P2V2 = …… = PnVn = constante

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Otra forma de expresar la ley es que si el volumen aumenta, la presión debe disminuir y viceversa.

Y porqué ocurre esto? Al aumentar el volumen, las moléculas, tardan más en llegar a las paredes del recipiente, y esto significa que la presión será menor porque habrá menos choques de moléculas contra la pared, por unidad de tiempo.

Ley de Charles y Gay Lussac

Descubrieron que al aumentar la temperatura de un gas, su volumen también aumentaba (trabajando a presión constante) ya que al aumentar la temperatura, la energía de las moléculas es mayor y por ende la presión aumenta por un instante, hasta que el émbolo del recipiente, se desplace y la presión se iguale con la exterior, es decir un aumento del volumen.

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