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Repaso Gases Ideales
Definición: Se denominan Gases Ideales, a
aquellos que cumplen con las leyes de:
Boyle y Mariotte
Charles - Gay Lussac
Joule (la energía depende
solamente de temperatura)
Termodinámica 2014
Repaso Gases Ideales
Termodinámica 2014
• Teoría cinética: – Moléculas muy alejadas entre sí, pueden
despreciarse las acciones de atracción – repulsión
– Energía totalmente cinética
– No hay cohesión. Movimientos rectilíneos
– Choques perfectamente elásticos
• Consideraciones – Modelo válido dentro de ciertos límites, en
determinadas condiciones de P y T
– Cuando se aproximan a condiciones críticas hay que aplicar las fórmulas de los gases reales
• Ley de Boyle y Mariotte
Si la temperatura permanece constante, las
presiones en diferentes estados, serán
inversamente proporcionales a los volúmenes
que ocupe la masa de gas.
1
2
2
1
p
p
V
V
Termodinámica 2014
cteT
p
V
t1
t2
t2 > t1
Termodinámica 2014
• Leyes de Charles – Gay Lussac
1era. ley
Si una masa de gas se mantiene a presión
constante, los volúmenes que ocupará serán
proporcionales a las temperaturas a que se
encuentren.
4
3
4
3
T
T
V
V
ctep
V
T
p1
p2
p2 > p1
2731
0
tVVt
tVVt 10
Termodinámica 2014
tVVVt 00
Coeficiente de
dilatación
2731 2
02
tVV
2
1
2
1
T
T
V
V
tT 273Temperaturas
absolutas
KóCt
º
003661,0
16,273
1
2731 2
01
tVV
2
1
2
1
273
273
t
t
V
V
Termodinámica 2014
• Leyes de Charles – Gay Lussac
2da. ley
Si una masa de gas se mantiene a volumen
constante, las presiones en diferentes estados,
serán proporcionales a las temperaturas a que se
encuentren.
cteV 2
1
2
1
T
T
P
P
p
T
v1
V2
V2 >V1
1001 )..( tPPP
10
01
. tP
PP
Termodinámica 2014
• Leyes de Charles – Gay Lussac
2da. Ley: Estudia la evolución de un gas a 0°C y a
V=cte
Incrementos de P prop a T
Coeficiente de tensión a
volumen constante
1003661,016,273
1 C
)1(. 101 tPP
2
1
2
1
1
1
t
t
P
P
2
1
2
1
T
T
P
P
Termodinámica 2014
Análogamente a la 1era ley:
Relación de temperaturas absolutas
TPP ..0
2ª Ley de Charles – Gay Lussac
Generalizando
a V= cte
Termodinámica 2014
La variación relativa de la presión con la temperatura a
volumen constante, es idéntica a la variación relativa del
volumen con la temperatura a presión constante.
Termómetro de gas a volumen constante
P ? a una T, para mantener V (cte)
Ecuación de estado:
• Combinando las ecuaciones en una sola
expresión
Termodinámica 2014
PM
RRp
TRnVP
TRpmVP
TRpvP
...
...
..
Termodinámica 2014
LímP 0 Pv/T Ru
Unidades de RU
(constante universal):
8,314 kJ/(kmol K)
8,314 kPa m3/ (kmol K)
Repaso Gases Ideales
Termodinámica 2014
Unidades de RU
(constante universal):
Ejercicio n° 7 de la Guía 1
Mezcla de Gases Ideales
• Composición gravimétrica (% en peso)
n
i
in mmmmm1
21 ...
m
mg
m
mg
m
mg n
n ...,,, 22
11
Termodinámica 2014
1...21 nggg
Mezcla de Gases Ideales
• Fracción molar
Termodinámica 2014
n
i
in nnnnn1
21 ...
n
nx
n
nx
n
nx n
n ...,,, 22
11
1...21 nxxx
Mezcla de Gases Ideales
Termodinámica 2012
n
i
in ppppp1
21 ...
• 1ª Ley de Dalton: La presión total de
una mezcla de gases ideales, es igual a
la suma de las presiones parciales de
cada gas
• 2ª Ley de Dalton Cada gas se conduce de modo
que si los otros no estuvieran presentes, pudiendo
considerarse que cada componente ocupa el V total a
la T de mezcla
• Presiones Parciales
TRnVp uii ...
Termodinámica 2014
pxpxn
n
p
piii
ii .
Mezcla de Gases Ideales
• 1ª Ley de Amagat
• 2ª Ley de Amagat
Volumen parcial es el que ocuparía cada gas sometido a la presión
total y a la temperatura de la mezcla.
• Volúmenes parciales
n
i
in VVVVV1
21 ...
TRnVP uii ...
Termodinámica 2014
VxVxn
n
V
Viii
ii .
Mezcla de Gases Ideales
• PM de la mezcla
• Rp de la mezcla
n
i
iinnM PMxPMxPMxPMxPM1
2211 .......
M
u
MpPM
RR
Termodinámica 2014
n
iipinpnppMp RgRgRgRgR
12211 .......
Propiedades de la mezcla