Las leyes de los gases
Summary
TLDREste video educativo presenta las leyes de los gases a través de una narrativa interactiva, guiada por personajes históricos como Boyle, Charles, Gay Lussac y Avogadro. Explora conceptos como la relación entre volumen y presión (Ley de Boyle-Mariotte), volumen y temperatura (Ley de Charles), presión y temperatura (Ley de Gay Lussac), y la cantidad de gas y su volumen (Ley de Avogadro). Finalmente, se introduce la ecuación del gas ideal, V = nRT, y se ejemplifica su aplicación para calcular el volumen de un gas dado su presión, temperatura y cantidad de sustancia.
Takeaways
- 😀 La ley de Boyle-Mariotte establece que la presión de un gas a una temperatura constante es inversamente proporcional al volumen, manteniendo el producto de presión y volumen constante.
- 🌡️ La ley de Charles-Gay Lussac explica que el volumen de un gas a presión constante es directamente proporcional a la temperatura, manteniendo el cociente volumen y temperatura constante.
- 🎈 La ley de Gay Lussac afirma que la presión de un gas a volumen constante es directamente proporcional a la temperatura, manteniendo el cociente presión y temperatura constante.
- 🌟 La ley de Avogadro establece que la cantidad de gas a presión y temperatura constantes es directamente proporcional al volumen, manteniendo el cociente cantidad de sustancia y volumen constante.
- 🔍 La ecuación del gas ideal, ( PV = nRT ), es una combinación de las leyes mencionadas, donde ( R ) es la constante universal de los gases y puede variar dependiendo de las unidades utilizadas.
- 🌡️ La temperatura en la ecuación del gas ideal debe expresarse en kelvin, y es importante asegurarse de que las unidades sean consistentes para una correcta aplicación de la ecuación.
- 🔄 A pesar de que los gases no siempre se comportan de manera ideal, existen correcciones para aproximarse al comportamiento real de los gases.
- 📚 Los gases ideales son un modelo teórico que asume que las moléculas de gas tienen volúmenes muy pequeños, no interactúan entre sí y tienen choques elásticos.
- 📏 La constante universal de los gases, ( R ), es crucial para la ecuación del gas ideal y su valor depende de las unidades de medida utilizadas para presión, volumen y temperatura.
- 🧠 Es fundamental comprender las leyes de los gases para resolver problemas relacionados con la relación entre presión, volumen, temperatura y cantidad de sustancia en un gas.
Q & A
¿Qué es la Ley de Boyle-Mariotte?
-La Ley de Boyle-Mariotte establece que la presión de una cantidad fija de gas a una temperatura constante es inversamente proporcional al volumen del gas, es decir, el producto de presión por volumen se mantiene constante.
¿Cómo se representa gráficamente la Ley de Boyle-Mariotte?
-La Ley de Boyle-Mariotte se representa gráficamente con una recta de pendiente negativa, donde la cantidad de sustancia y la temperatura son constantes, y el producto de presión y volumen es constante.
¿Qué descubrió Charles sobre las propiedades de los gases?
-Charles descubrió que el volumen de una cantidad fija de gas a una presión constante es directamente proporcional a la temperatura del gas, lo que significa que el cociente volumen-temperatura se mantiene constante.
¿Cómo se relaciona el volumen de un gas con su temperatura según la Ley de Charles?
-Según la Ley de Charles, si la presión es constante, el volumen de un gas aumenta o disminuye linealmente con la temperatura, representándose gráficamente con una línea recta de pendiente positiva.
¿Qué fenómeno estudió Gay-Lussac y cómo afecta a la presión de un gas?
-Gay-Lussac estudió el fenómeno por el cual la presión de una cantidad fija de gas a un volumen constante es directamente proporcional a la temperatura del gas, lo que implica que el cociente presión-temperatura se mantiene constante.
¿Cómo se representa la Ley de Gay-Lussac en un gráfico?
-La Ley de Gay-Lussac se representa en un gráfico con una línea recta de pendiente positiva, donde la presión de un gas a volumen constante varía directamente con la temperatura.
¿Cuál es la Ley de Avogadro y cómo afecta la cantidad de sustancia de un gas?
-La Ley de Avogadro establece que la cantidad de un gas a presión y temperatura constantes es directamente proporcional al volumen del gas, lo que significa que el cociente cantidad de sustancia-volumen se mantiene constante.
¿Qué es la ecuación del gas ideal y cómo se deriva?
-La ecuación del gas ideal, que se deriva de las leyes de los gases, es PV = nRT, donde P es la presión, V el volumen, n la cantidad de sustancia, R la constante universal de los gases y T la temperatura en kelvin.
¿Qué es la constante universal de los gases (R) y cómo se determina su valor?
-La constante universal de los gases (R) es una constante que relaciona la presión, volumen, temperatura y cantidad de sustancia de un gas en condiciones ideales. Su valor puede variar dependiendo de las unidades utilizadas, pero uno de los valores más comunes es 0.0821 atm·L/(mol·K).
¿Cómo se calcula el volumen de un gas ideal dado su número de moles, temperatura y presión?
-Para calcular el volumen de un gas ideal, se utiliza la ecuación PV = nRT, donde se conocen la presión (P), el número de moles (n), la temperatura (T) en kelvin y la constante R. Se resuelve la ecuación para V, asegurándose de que las unidades sean coherentes.
¿Por qué los gases no siempre se comportan de manera ideal según la ecuación del gas ideal?
-Los gases no siempre se comportan de manera ideal porque la ecuación del gas ideal es un modelo teórico que asume que las moléculas de gas tienen un volumen despreciable, no se atraen ni se repelen y tienen choques elásticos. En la realidad, estas condiciones no siempre se cumplen, especialmente a altas presiones y bajas temperaturas.
Outlines
🌟 Introducción a las Leyes de los Gases
Antonio nos da la bienvenida a un curso de apoyo docente con material interactivo, enfocado en las leyes de los gases. Se menciona que se explorarán cinco leyes protagonizadas por figuras históricas como Robert Boyle, Jacques Charles, Gay-Lussac y Amedeo Avogadro. Se inicia con la Ley de Boyle-Mariotte, que establece que la presión de un gas a una temperatura constante es inversamente proporcional al volumen, lo que se ilustra con un ejemplo de un globo que se estrella al intentar comprimirlo. La relación se puede representar gráficamente con una recta de pendiente negativa, y se explica que el producto de presión y volumen se mantiene constante en condiciones de temperatura fija.
🌡 Ley de Gay-Lussac y Ley de Avogadro
Se discuten las leyes de Gay-Lussac y Avogadro. La Ley de Gay-Lussac indica que la presión de un gas a un volumen constante varía directamente con la temperatura, y se ejemplifica con una olla expres. Mientras tanto, la Ley de Avogadro afirma que la cantidad de gas a presión y temperatura constantes es directamente proporcional al volumen, como ocurre al inflar un globo. Se describe cómo estas leyes pueden representarse gráficamente y cómo se relacionan con el comportamiento de los gases en diferentes condiciones. Además, se introduce la ecuación del gas ideal, donde el volumen es igual a la presión multiplicada por la cantidad de sustancia dividida por la temperatura y la constante universal de los gases (R).
📘 Aplicación de las Leyes de los Gases
Se invita a los estudiantes a realizar ejercicios de aplicación de las leyes de los gases discutidas, recordando tener cuidado con las unidades. Se menciona la importancia de la constante universal de los gases (R) y cómo su valor puede variar dependiendo de las unidades utilizadas. Se proporciona un ejemplo de cómo calcular el volumen de un gas ideal (N2O) a partir de su presión, temperatura y cantidad de sustancia, utilizando la ecuación del gas ideal. Se enfatiza la necesidad de verificar las unidades y de presentar la respuesta de manera clara al final del cálculo.
Mindmap
Keywords
💡Leyes de los Gases
💡Robert Boyle
💡Ley de Boyle-Mariotte
💡Ley de Charles
💡Ley de Gay-Lussac
💡Ley de Avogadro
💡Ecuación del Gas Ideal
💡Constante Universal de los Gases (R)
💡Comportamiento Ideal vs. Real de los Gases
💡Unidades y Conversión
Highlights
Bienvenida al curso de apoyo docente con material interactivo sobre las leyes de los gases.
Revisión de 5 leyes de los gases protagonizadas por cinco personajes históricos.
La ley de Boyle-Mariotte, que relaciona la presión y el volumen de un gas a temperatura constante.
Representación del sistema cerrado con un pistón móvil para ilustrar la ley de Boyle-Mariotte.
La ley de Charles, que establece la relación directa entre el volumen de un gas y su temperatura a presión constante.
Explicación del comportamiento de un globo aerostático para demostrar la ley de Charles.
La ley de Gay-Lussac, que relaciona la presión de un gas con su temperatura a volumen constante.
Ejemplo de una olla express para ilustrar cómo funciona la ley de Gay-Lussac.
La ley de Avogadro, que establece que la cantidad de gas a presión y temperatura constantes es directamente proporcional al volumen.
Representación de un sistema cerrado con un cilindro de gas para demostrar la ley de Avogadro.
Introducción de la ecuación del gas ideal, que combina las leyes de Boyle-Mariotte, Charles y Gay-Lussac.
Explicación de la constante universal de los gases (R) y sus diferentes valores dependiendo de las unidades.
Importancia de las unidades en la ecuación del gas ideal y cómo convertir entre ellas.
Ejercicio práctico para calcular el volumen de N2O a partir de la ecuación del gas ideal.
Paso a paso para resolver el ejercicio de N2O utilizando la ecuación del gas ideal y las unidades correctas.
Resultado del ejercicio práctico, obteniendo un volumen de 14.07 litros para N2O.
Importancia de plasmar la respuesta final de manera escrita en los problemas de física.
Invitación a realizar ejercicios adicionales y a participar en la discusión en los comentarios del vídeo.
Transcripts
hola mi nombre es antonio y te doy la
bienvenida a cambio curso de apoyo
docente con material interactivo hoy
vamos a ver las leyes de los gases
asegúrate de quedarte hasta el final del
vídeo y verás que tú también podrás
resolver cualquier problema de este tipo
acompáñame
las leyes de los gases resultan de
incontables experimentos sobre las
propiedades físicas de los gases que se
han realizado durante siglos revisaremos
en este vídeo 5 leyes de los gases
protagonizadas por cinco personajes
históricos el inglés robert boyle los
franceses es mayor
jackson y josh fbi gay lussac y el
italiano amedeo abogado
empecemos por la ley de boyle mayor
imagina que tienes un blog al apretarlo
estás tratando de reducir su volumen y
lo que acaba por suceder es que el globo
te estalla en las manos pero por qué
el globo es un sistema cerrado donde el
aire que se encuentra dentro no puede
salir lo podemos representar por este
sistema cerrado con un pistón el móvil
el pistón móvil lo que va a permitir es
que podamos modificar el volumen nos
encontramos a temperatura constante la
temperatura ambiente y a una cierta
presión al comprimir el globo con mis
manos o al apretar el pistón lo que
sucede es que la misma cantidad de
moléculas de gas se encuentran en un
nuevo sistema de menor volumen esto hace
que las moléculas tienen más
probabilidades de chocar entre sí y con
las paredes del sistema y esto hace que
la presión aumente
la ley de pool marriott dice que la
presión de una cantidad fija de gas a
una temperatura constante es
inversamente proporcional al volumen del
gas esto significa que el producto de
presión por volumen se mantiene
constante de manera gráfica se puede
representar de esta manera con una recta
de pendiente negativa en un proceso la
cantidad de sustancia y temperatura
constante es el producto presión uno por
volumen uno va a ser igual a la presión
2 por el volumen 2 puesto que el
producto presión volumen se mantiene
constante si conocemos la recta para un
determinado gas a unas condiciones dadas
entonces podemos determinar el volumen
del gas a cualquier presión
veamos ahora la ley de soul alguna vez
has visto un globo aerostático este
medio de transporte usado por phileas
fogg en la novela de julio verne la
vuelta al mundo en 80 días' se eleva al
calentar el aire porque el gas se
expande inflando el globo mientras que
al enfriarse se comprime y permite que
el globo descienda chau estudió este
fenómeno en el final del siglo 18 de
hecho estableció en 1783 un récord
mundial al lograr elevarse a mil metros
de altura en un globo aerostático
el globo aerostático puede representarse
con el mismo sistema cerrado y pistón
móvil en este caso estamos a presión
constante la presión atmosférica al
calentar el sistema aumenta la
temperatura lo que provoca que el gas se
expanda desplazando el pistón hacia
arriba y esto hace que el volumen
aumente
la ley de sal dice que el volumen de una
cantidad fija de gas a una presión
constante es directamente proporcional a
la temperatura del gas esto significa
que el cociente de volumen entre
temperatura se mantiene constante de la
misma manera podemos representarlo
gráficamente con una línea recta esta
vez de pendiente positiva en un proceso
la cantidad de sustancia y presión
constante es de 1 / t 1 va a ser igual a
de 2 / t 2 la gráfica para un mismo gas
será diferente a presiones y cantidades
distintas pero bajo condiciones dadas
puede ser muy útil para determinar el
volumen del gas a cualquier temperatura
sigamos con la ley de gay lussac alguna
vez te has preguntado cómo funciona una
olla express al calentar el agua en el
interior de la olla se formaba por de
agua lo que hace que la presión aumente
como aumenta la presión la temperatura
en el interior también es mayor y los
alimentos se cuecen más rápido
si representamos el sistema esta vez
será un sistema cerrado pero con pistón
fijo el volumen no puede variar al
calentar el sistema las moléculas de gas
tienen mayor energía cinética y esto
hace que choquen con más fuerza y más
frecuencia contra las paredes del
sistema y entre sí aumentando la presión
la ley de gay lussac dice que la presión
de una cantidad fija de gas a un volumen
constante es directamente proporcional a
la temperatura del gas esto quiere decir
que el cociente de presión entre
temperatura se mantiene constante esta
ley se parece mucho a la ley de yao se
puede representar con una gráfica muy
parecida de pendiente una recta de
pendiente positiva y en este caso a
volumen y cantidad de sustancias
constantes p 1 / t 1 va a ser igual a
pedos / t 2
la cuarta ley que veremos hoy es la ley
de avogadro que es una ley muy intuitiva
imagínate que estás inflando un globo al
soplar estamos añadiendo partículas de
gasa globo y esto hace que el volumen
aumente si lo piensas es bastante lógico
podemos representar esta vez el globo
con un sistema cerrado con pistón móvil
pero conectado a un cilindro de gas al
abrir la llave del cilindro va a haber
más cantidad de gas que fluye hacia el
sistema aumenta la cantidad de gas y por
ende va a aumentar también el volumen
desplazando el pistón hacia arriba
la ley de avogadro dice que la cantidad
de un gas a presión y temperatura
constantes es directamente proporcional
al volumen del gas esto quiere decir que
el cociente cantidad de sustancias entre
volumen se mantiene constante y se puede
graficar con una línea recta de esta
manera en un proceso a presión y
temperatura constante es n 1 / b 1 es
igual a n 2 / b 2 bueno ya hemos visto
cuatro leyes de los gases pausa el vídeo
y tómate el tiempo de realizar estos
ejercicios de aplicación puedes componer
en los comentarios del vídeo las
respuestas y te diré si son correctas
resumiendo un poco lo que hemos visto
hasta ahora sabemos que el volumen es
inversamente proporcional a la presión
directamente proporcional a la
temperatura y directamente proporcional
a la cantidad de sustancia por lo tanto
el volumen es proporcional al cociente
nt entre p y esto significa que existe
una constante que vamos a llamar r tal
que el volumen es igual a r por el
cociente emt entre p re arreglando esto
obtenemos la ecuación de gas ideal
presión por volumen es igual la cantidad
de sustancia por r por la temperatura
el rey es la constante universal de los
gases y puede tomar diferentes valores
dependiendo de las unidades como se
presenta en la tabla he puesto aquí los
valores más usados ojo fíjate que la
temperatura siempre se expresa en que él
por otra parte es importante saber que
nunca es ideal las moléculas tienen
volúmenes puntuales es decir que el
volumen de las moléculas es muy pequeño
con respecto al sistema además no se
atraen ni se repelen entre sí y tienen
choques elásticos esto quiere decir que
no pierden energía cinética tras chocar
los gases no siempre se comportan de
manera ideal este es un modelo y es un
modelo limitado pero existen
correcciones para poder hablar de gas
real estas las encontrarás en breve en
nuestro canal
pongamos esto en práctica calcula el
volumen de n2o que ocupan 621 mil y mol
a 45 grados celsius y a una presión de
875 thor suponiendo un comportamiento
ideal del enunciado conocemos la presión
la cantidad de sustancia y la
temperatura y buscamos determinar el
volumen por lo que utilizaremos la
ecuación de gas ideal
para resolver el problema debemos
conocer r basta con ir a las tablas y
ver los valores en este caso
utilizaremos r igual a cero punto 0 82
atmósfera litro sobre mol kelvin pero tú
puedes utilizar la r que quieras siempre
y cuando tengas cuidado en el paso 3 que
es verificar las unidades
en nuestro caso debemos convertir la
presión a atmósferas la temperatura a
kelvin y la cantidad de sustancia amor
por lo que usando los factores de
conversión obtenemos que la presión es
igual a 1.15 13 atmósferas la
temperatura es 300 18.15 kelvin y la
cantidad de sustancia es 0 punto 621 mol
con esta información podemos resolver la
ecuación de gas ideal despejando el
volumen y sustituyendo los valores en
vez de r utilizamos el valor que
habíamos escogido y obtenemos que el
volumen de n2o es 14.07 litros el último
paso es importante siempre plasmar la
respuesta final de manera escrita
hasta aquí hemos llegado con las leyes
de los gases ahora es tu turno pausa el
vídeo y realiza los siguientes
ejercicios utilizando la metodología
discutida ten mucho cuidado con las
unidades gracias hasta la próxima
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