Todos los sistemas materiales poseen propiedades extensivas e intensivas, en estas categorías encontramos variables que pueden variar a lo largo del tiempo y otras que no. Estas variables que pueden variar se denominan variables de estado.
para un gas ideal las variables de estado son:
Temperatura: Es proporcional a la energía cinética promedio de las partículas y se relaciona con la velocidad media. A > velocidad media de las partículas > velocidad.
Presión. Se relaciona con el número de choques que hay entre las partículas de gas. A > choque > presión.
Volumen: Se relaciona con la distancia que existe entre partículas del gas. A > separación > volumen
Masa: Da cuenta del número de partículas.
La relación matemática entre variables de estado se denomina Ecuación General de Estado de un Gas Ideal:
P x V = n x R x T
Boyle, realizó diversos experimentos y concluyó que el aumento de presión de una masa de gas produce una disminución proporcional del volumen que este ocupa.
Sin embargo Boyle no especificó en que condiciones de temperatura había trabajado.
Mariotte repitió las mismas experiencias y confirmó que la relación P x V = K solo se cumplen a temperatura constante.
Por lo tanto a medida que aumento la presión de un gas, las partículas que lo componen se acercan unas a otras. La misma cantidad de partículas estará en un volumen menor.
Jaques Charles por su parte, repitió experiencias, y comprobó que los gases se expandían en forma proporcional al aumento de temperatura, comprobó que por cada grado centígrado de aumento de la temperatura, el volumen del gas aumentaba.
Charles descubre que si la masa del gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tienen el mismo valor. Es decir el volumen que ocupa un gas es directamente proporcional a su temperatura. Esto es publicado por Gay- Lussac, explicando por ejemplo porque un globo aerostático asciende (la masa caliente ocupa un volumen mayor que la masa de aire frío exterior, esta última menos densa).
Por consiguiente la presión ejercida por la masa de un gas aumenta en forma directamente proporcional al aumento de la temperatura absoluta de dicho gas, esto se verifica siempre y cuando el volumen del gas sea constante.
Al trabajar a presión constante, a medida que incrementamos la temperatura del gas aumenta la energía cinética y, como consecuencia, también lo hace la velocidad media de las partículas que lo componen. las partículas entonces, se alejan unas otras y el volumen del gas aumentará.
Al aumentar la energía cinética, habrá mas choque entre partículas y con las parees del recipiente, produciendo como resultado el aumento de presión.
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