Universidad Mayor de San Andres Facultad de Ingeniería Curso Preuniversitario
Materia: Química Segundo Examen Parcial EL ESTADO GASESOSO Y SUS LEYES
FORMULAS - EL ESTADO GASEOSO
1
Manómetros.
La presión hidrostática de un fluido es igual a: P ρhg Dónde: P = Presión del fluido (gas o líquido); ρ = densidad; h = altura del fluido; g=gravedad (9,8 m/s 2). Unidades de Presión:
1 Atmósfera = 760 (mmHg) = 1,02325 bar = 14,7 (PSI) = 14,7 (lb f /plg /plg2) 2 6 2 1 Atmósfera = 1,033 (Kgf /cm )=1,01325x10 (dina/cm ) = 10,33 (m de H2O) 1 Atmósfera = 1,01325x10 5 (Pa) = 101,32 kPa = 1,01325x10 5 (N/m2) 1 Torricelli = 1 (mmHg); 1 bar = 1x105 Pa
] [ ] ] [ [ [ [ [
Donde: Presión Atmosférica o Barométrica (Patm); Presión Absoluta (Pabs); Presión Manométrica: (Pman); Si: Pabs < P Atm Presión de Vacío Casos de Manómetros: Manómetro de Hg vertical
α
Manómetro de sustancia X vertical
hX; ρX
2
α
PV=nRT La constante universal de los gases explica la relación entre las cuatro variables de estado, sus valores habituales son:
P P Tipos de presión: P Abs Atm Man
hHg
2.8 Volumen Molar “Se denomina Volumen Molar al Volumen ocupado por un mol de cualquier gas en determinadas condiciones de presión y t emperatura”, en condiciones normales se tiene el volumen molar estándar igual a: VM =22,4 Litros. Es decir un mol de cualquier gas (esto es 6,023x10 23 moléculas de gas), a una atmósfera de presión y 0ºC de temperatura, ocupa un volumen de 22,4 litros. 2.9 Ecuación General de los Gases Ideales:
nfinal = ninicial + nadicionado
Manómetro sustancia X inclinado
nfinal = ninicial - nperdido
nT = n1 + n2 + n3 …… PT = P1 + P2 + P3 +…… (Solo si V y T ctte)
n
Recordando Fracción Molar:
2.11
m M
X i
Masa Peso Molecular
ni nT
pi P T
Peso Molecular Promedio de una Mezcla
M M gas 1 X gas 2 M gas 2 X gas 2 M gas 3 X gas 3 ..... 2.12 Ley de Amagat (de los Volúmenes Parciales) “Cuando los gases se encuentran a una determinada presión y temperatura constante, el volumen total se determina como la suma de los volúmenes parciales de todos los VT = V1 + V2 + V3 …… componentes”. V i ni Es decir lo presentado: X i
V2 T2
V T
nT
3.1 Gas Húmedo “Gas húmedo es una mezcla gaseosa homogénea compuesta por dos o más gases, en la cual uno de los componentes es un vapor”.
2.3 Ley de Gay Lussac: (Proceso Isocórico = Volumen Volumen constante) “A Volumen y número de moles constante, la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta del gas”
T1
P V
Pro
2.10 Ley de Dalton o de las Presiones Parciales (Mezcla de Gases) En una mezcla, cada gas ejerce una presión parcial iguala la que tendría si ocupase solo el mismo volumen, “La “ La presión total que ejerce una mezcla de gases ideales es la suma de las presiones parciales de los gases que la componen” componen ”, es decir que:
2.2 Ley de Charles: (Proceso Isobárico = Presión y moles constante) “A Presión y número de moles constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a Pb>Pa la temperatura absoluta del gas”. gas” .
P1
m R T
Manómetro Hg inclinado
P1V1 P2 V2
R T
M
Problemas con pérdida o extracción de gas:
2.1 Ley de Boyle-Mariote: (Proceso Isotérmico = Temperatura y moles constante) “A temperatura y número de moles constante, la presión absoluta de un gas es inversamente proporcional al volumen del gas”
T1
o
Problemas con adición de gas:
Leyes de los gases ideales
V1
P M
y moles
PT
PG .S PV
3.1.1 Humedad Relativa (φ)
“Humedad relativa es la relación existente entre entre la presión parcial de vapor (P V), y la presión de vapor máxima (P V*), a una determinada temperatura”
P2
P V
*100
*
P V
3.1.2 Estado de Saturación ( φ = 100%)
T2
“Un gas está saturado cuando el vapor contenido en él, está en equilibrio está en equilibrio con el líquido a la temperatura y presión existentes ”. En otras palabras, un gas está saturado
2.4 La Ley Combinada: P 1 *V 1 T 1
P 2 *V 2 T 2
2.5 Hipótesis de Avogadro “Volúmenes iguales de diferentes gases, que se encuentran a la misma presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas (o átomos si el gas es monoatómico)” monoatómico) ”
V 1 V 2 2.6 Ley de Avogadro “El volumen de un gas a temperatura y presión constante es n1 n2 directamente proporcional al núme ro de moles” 2.7 Condiciones Normales o estándar (TPE) En el estado gaseoso se presentan: Presión = 1 [Atmósfera]; Temperatura = 0 [°C]
Ing. Luis Fernando Perez A.
PG .H.
cuando a una temperatura presenta su P V*, por lo que φ = 100%. Por lo anterior en gases húmedos también tienes las siguientes ecuaciones. Gas Seco :
Vapor :
P G .S .V nG.S . RT P V V nV RT
Gas Húmedo : P G. H .V
Donde :
nG . H .
nG. H . RT
nG .S . nv
PG.H. PG.S PV PG.S
100
*
PV
3.1.3 Humedad Absoluta (ψ) “Humedad absoluta es la relación existente entre la masa de vapor y la masa de gas seco encerrado en un sistema”
mVapor m ga sseco
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