M12S4 Pi Experimentandoconlasleyesdelosgases

Módulo 12.

Unidad 4.

Proyecto Integrador.

Ley de Gay-Lussac. Gay-Lussac.

“Experientando

con las leyes de los gases.

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Introducción. En el módulo 12, de la prepa en línea SEP, hemos visto las Leyes de los gase gases, s, las las leye leyess de Boyl Boylee-Mar Mario iott tte, e, de Charl Charles, es, de ay-L ay-Lus ussa! sa!,, de "vogadro y la ley general de los gases, e#pli$uemos !ada uno de ellos para un me%or entendimiento&

Ley de Gay-Lussac. Gay-Lussac. Enun!iada a prin!ipios de 1'((, esta es ta ley esta)le!e la rela!ión entre la presión *P+ y la temperatura *+ de un gas !uando el volumen *+ se mantiene !onstante, y di!e te#tualmente. La presión del gas es dire!tamen dire!tamente te propor!ional propor!ional a su temperatura& temperatura& Esto signi/!a $ue. Si aumentamos la temperatura, aumentar0 la presión& Si disminuimos la temperatura, temperatura, disminuir0 disminuir0 la presión& presión& Si lo llevamos al plano matem0ti!o, matem0ti!o, esto $ueda demostrado !on la siguiente e!ua!ión. P  3 la !ual nos indi!a $ue el !o!iente entre la presión y la temperatura siempre tiene el mismo valor4 es de!ir, es !onstante& 5e)emos re!ordar, adem0s, $ue esta ley, al igual $ue la de Charles, est0 e#presada en 6un!ión de la temperatura a)soluta, y tal !omo en la Ley de Charles, las temperaturas han de e#presarse en grados 3elvin&

Ley de !oyle-Mariotte





!omo dedu!!ión de !am)ios en la presión& Las dem0s varia)les, !omo la masa y la temperatura, se mantuvieron !onstantes& Boyle en!ontró $ue !uando la presión se disminuye a la mitad el volumen se dupli!a, es de!ir de!ir,, $ue $ue e#is e#iste te una una varia varia!i !ión ón propo propor! r!io iona nall inver inversa sa entre entre las las dos dos !antidades& Esta ley nos permite rela!ionar la presión y el volumen de un gas !uando la

temperatura

es

!onstante,

la !ual esta)le!e $ue la presión de un gas en un re!ipiente !errado es inve invers rsam amen ente te prop propor or!!iona ionall la temperatura es !onstante&

al

volu volume men n del del

re!i e!ipien pientte,

!uan !uando do

Lo !ual signi/!a $ue. El volumen de un gas es invers ersamente propor!ional a la presión $ue se le apli!a4 Si la presión aumenta, el volumen disminuye& Si la presión disminuye, el volumen aumenta& aume nta& Esto Esto nos nos !ondu ondu!!e a $ue, $ue, si la !anti antida dad d de gas gas y la tempe empera ratu tura ra perma permane! ne!en en !ons !onsta tant ntes es,, el prod produ! u!to to de la presi presión ón por por el volu volumen men siempre tiene el mismo valor va lor&& Matem0ti!ame Matem0ti!amente nte esto esto es. es. P=3, lo !ual !ual signi/ signi/!a !a $ue $ue el produ!to produ!to de la presión por el volumen es !onstante& enemos un !ierto volumen de gas *1+ $ue se en!uentra a una presión P 1& Si variamos la presión a P 2, el volumen de gas variar0 hasta un nuevo valor  2, y se !umplir0. P1=1 P2 = 2 $ue es otra manera de e#presar la ley de Boyle&

Ley de "#arles





@a!A Carles estudio por primera ve la rela!ión entre volumen y temperatura de muestra de gas a presión !onstante y o)servo $ue !uando aumenta)a la temperatura del volumen del gas tam)i7n aumenta)a y $ue al en6riar la temperatura el volumen disminuía& Mediante esta ley rela!ionamos la temperatura y el volumen de un gas !uando mantenemos la presión !onstante& e#tualmente, e#tualmente, la ley a/rma $ue. El volumen de un gas es dire!tamente propor!ional a la temperatura del gas4 Si aumenta la temperatura apli!ada al gas, el volumen del gas aumenta& Si disminuye la temperatura apli!ada al gas, el volumen del gas disminuye& Como lo des!u)rió Charles, si la !antidad de gas y la presión permane!en !onstantes, el !o!iente entre el volumen *+ y la temperatura *+ siempre tiene el mismo valor v alor *3+ *es !onstante+& Matem0ti!amente esto se e#presa e#presa en la 6órmula4 3, lo !ual signi/!a signi/!a $ue el !o!iente entre el volumen y la temperatura es !onstante&

Ley de $%ogadro >El volumen de un gas es dire!tamente propor!ional a la !antidad de materia *nmero de moles+, a presión y temperatura !onstantes? Esta ley, des!u)ierta por "vogadro a prin!ipios del siglo DD, esta)le!e la rela!ión entre la !antidad de gas y su volumen !uando se mantienen !ons !onsta tant ntes es la temp temper erat atur ura a y la pres presió ión& n& La !ant !antid idad ad de gas gas ser0 ser0 !onsiderada en moles& Esta ley rela!iona la !antidad de gas *n, en moles+ !on su volumen en litros *L+, !onsiderando $ue la presión y la temperatura permane!en !onstantes *no varían+&





El volumen de un gas es dire!tamente propor!ional a la !antidad del mismo& Esto signi/!a $ue. Si aumentamos la !antidad de gas, aumentar0 el volumen del mismo& Si disminuimos disminuimos la !antidad !antidad de gas, disminuir0 disminuir0 el volumen del mismo& mismo& Esto tan tan simp simple le,, pode podemo moss e#pr e#pres esar arlo lo en t7r t7rmino minoss mate matem0 m0ti ti!o !oss !on !on la sigu siguie ient nte e 6ór 6órmula mula.. n n  3, $ue $ue se trad tradu! u!e e en $ue $ue si divi dividi dimo moss el vol volumen de un gas por el nmero de moles $ue lo !on6orm orman o)tendremos un valor !onstante& Esto de)ido a $ue si ponemos m0s moles *!antidad de mol7!ulas+ de un gas en un re!ipiente tendremos, o)viamente, m0s gas *m0s volumen+, así de simple& Esto se e#presa en la e!ua!ión  1n1  2n2

Ley general de los gases Fue ay- Lussa! $uien uni/!ó las tres leyes. G Ley de Boyle-Mariotte *a  !te+ G Las dos leyes de ay Lussa! *a P !te+ y *a  !te+ Enun!iando la e!ua!ión general de los gases, lo $ue nos da la rela!ión entre presión, volumen y temperatura de una masa de gas determinada& Esta e!ua!ión general es la siguiente. P  3





la temperatura son son dire dire!t !tam ament ente e prop propor or!i !ion onal ales es entre entre sí, sí, siem siempr pre e y !uando la presión se mantenga !onstante& La ley de Boyle a/rma $ue la presión y el volumen son inver inversa samen mente te prop propor or!i !ion onal ales es entr entre e sí a temperatura !onstante& Finalmente, la ley de ay-Lussa! introdu!e una propor!ionalidad dire!ta entre la temperatura y la presión, siempre y !uando se en!uentre a un volumen !onstante& La interdependen!ia de estas varia)les se muestra en la ley de los gases !om)inados, $ue esta)le!e !laramente $ue. La rela!ión entre el produ!to presión-volumen y la temperatura de un sistema permane!e !onstante& Matem0ti!amente puede Matem0ti!amente puede 6ormularse !omo. P  3, donde. 

P es

la presión



V es es

el volumen



es T es

la temperatura temperatura a)soluta a)soluta *en Aelvins+



K es

una una !onst onstan ante te *!on *!on uni unidade dadess de ener energí gía a divi dividi dida da por por la

temperatura+ $ue depender0 de la !antidad de gas !onsiderada& Htra 6orma de e#presarlo es la siguiente. P1 1  1  P2 2  2, donde pres presió ión, n, volu volume men n y temp temper erat atur ura a se han han medi medido do en dos dos inst instan ante tess distintos 1 y 2 para un mismo sistema&

Materiales&

1 )otella de vidrio 1 huevo duro Papel En!endedor







Procediiento. Paso 1& en!ender el papel





Pasó 2& ntrodu!ir el papel en!endido en la )otella de vidrio&

Pasó '& Colo!ar el huevo duro so)re la )otella y esperar la

rea!!ión&





Paso 4. El huevo es su!!ionado&





"$uí se puede ver !omo el huevo es su!!ionado y !omo se rompe&

Esto su!ede por$ue al tapar la )otella !on el huevo, el aire $ue esta entre el papel en!endido ha!e $ue la )otella se !aliente y aumente la temperatura, el volumen de la )otella no !am)ia, el papel en!endido se apaga por 6alta de o#ígeno y esto ha!e $ue la temperatura se en6ri7 y la presión dentro de la la )otella disminuya, esto o!urre o!urre gra!ias a la teoría de Ley de Gay-Lussac $ue e#pli!a $ue a un volumen !onstante, la presión es dire!tamente dire!tamente propor!ional propor!ional a la temperatura&





varia)les, manipulando la temperatura de nuestro gas, llev0ndolo hasta otra temperatura !on un nuevo valor *I2+, lo $ue hio $ue la presión tam)i7n aumentara hasta llegar a una presión !on un nuevo valor *PI2+& Se pudo o)servar de manera !lara, $ue al aumentar la temperatura del gas, su presión tam)i7n aumenta4 y de igual manera, al disminuir la temperatura del gas su presión tam)i7n disminuye4 !umpliendo así !on la 6un!ión de las varia)les $ue rela!iona la ley de ay-Lussa!, $ue di!e. >La presión de un volumen /%o de gas, es dire!tamente propor!ional a su temperatura?& "$uí de%o la dire!!ión del video& https.youtu&)eFJK6@F3oo

(e)erencias& Contenido e#tenso INpd6& Modulo12 Semana O& Prepa en Línea Sep& 8e!uperado 2O de mayo 2(19& http.JJJ&pro6esorenlinea&!om&m#)iogra/asay-Lussa!&htm http.JJJ&pro6esorenlinea&!om&m#)iogra/as)oylero)ert&htm

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