GASES REALES-ECUACIÓN DE VAN DER WAALS
Summary
TLDREn este video, se discute la aplicación de la ley de los gases ideales y la ecuación de Van der Waals para gases reales. Se explica que los gases ideales se comportan de cierta manera cuando las presiones son bajas y las temperaturas altas, permitiendo una movilidad de partículas y poca interacción. Sin embargo, para gases reales, bajo presiones altas y temperaturas bajas, es necesario realizar correcciones utilizando la ecuación de Van der Waals, que considera factores como la interacción entre moléculas y el volumen de las partículas. Se realiza un ejercicio práctico para calcular la presión de un gas ideal y real, demostrando la diferencia entre ambos.
Takeaways
- 📚 La Ley de los Gases Ideales se aplica cuando las presiones son bajas y las temperaturas altas, lo que minimiza las interacciones entre las moléculas y asegura que el volumen del gas sea igual al del recipiente.
- 🔍 La ecuación de estado para un gas ideal es PV = nRT, donde P es la presión, V el volumen, n las moles, R la constante de los gases y T la temperatura en Kelvin.
- 🚫 Los gases reales no siguen la Ley de los Gases Ideales cuando las presiones son altas y las temperaturas bajas, lo que requiere correcciones en la ecuación de estado.
- 🛠 Para gases reales, la ecuación de Van der Waals se utiliza para corregir la ecuación de estado, teniendo en cuenta la interacción entre las moléculas y el volumen ocupado por ellas.
- ⚖️ La ecuación de Van der Waals es (P + a(n^2)/V^2)(V - nb) = nRT, donde a y b son constantes específicas para cada gas que representan las correcciones necesarias.
- 🔢 Las constantes a y b para el dióxido de carbono (CO2) son 3.59 litros²/atm y 0.043 litros/mol respectivamente, y se encuentran en tablas de datos o textos de química.
- 📐 Al aplicar la ecuación de Van der Waals, se obtiene una presión más realista que la obtenida con la ecuación de estado ideal.
- 📉 La diferencia entre la presión calculada con la ecuación ideal y la ecuación de Van der Waals es significativa, mostrando la importancia de las correcciones para gases reales.
- 📝 En un ejercicio práctico, se calcula la presión de 10 moles de CO2 en un recipiente de 12 litros a 353 K, mostrando cómo se aplican las correcciones de Van der Waals.
- 🎓 La corrección de Van der Waals es crucial para entender el comportamiento real de los gases, especialmente en condiciones donde no se cumplen las premisas de la idealidad.
Q & A
¿Cuándo se puede aplicar la ley de los gases ideales según el guion?
-Se puede aplicar la ley de los gases ideales cuando las presiones son bajas y las temperaturas altas, lo que garantiza la movilidad de las partículas y minimiza las interacciones entre las moléculas del gas.
¿Qué sucede cuando un gas no se comporta idealmente?
-Cuando un gas no se comporta idealmente, se considera un gas real. Esto ocurre en condiciones de altas presiones y bajas temperaturas, donde las interacciones entre las moléculas y el volumen de las partículas son significativos.
¿Cuál es la ecuación que se utiliza para corregir la ecuación de estado ideal para gases reales?
-La ecuación de Van der Waals es utilizada para corregir la ecuación de estado ideal para gases reales, teniendo en cuenta las correcciones de presión y volumen debido a las interacciones entre moléculas y el volumen de las partículas.
¿Qué son los parámetros 'a' y 'b' en la ecuación de Van der Waals?
-Los parámetros 'a' y 'b' en la ecuación de Van der Waals son constantes específicas para cada gas que representan la corrección de presión por interacciones entre moléculas y la corrección de volumen por el volumen ocupado por las partículas del gas, respectivamente.
¿Cómo se calcula la presión de un gas ideal según la ecuación de estado?
-La presión de un gas ideal se calcula utilizando la ecuación PV = nRT, donde P es la presión, V es el volumen, n es el número de moles, R es la constante de los gases ideales y T es la temperatura en Kelvin.
¿Cuál es la diferencia entre la presión calculada con la ecuación ideal y la presión real según la ecuación de Van der Waals?
-La presión real calculada con la ecuación de Van der Waals suele ser menor que la presión calculada con la ecuación ideal debido a las correcciones que toma en cuenta las interacciones entre moléculas y el volumen de las partículas.
¿Cómo se determina si un gas se comportará idealmente o no según el guion?
-Se determina si un gas se comportará idealmente o no considerando las condiciones de presión y temperatura. Si las presiones son bajas y las temperaturas altas, el gas se comportará de manera ideal. En caso contrario, se requerirán correcciones como la ecuación de Van der Waals.
¿Qué pasos se siguen para aplicar la ecuación de Van der Waals al cálculo de la presión de un gas real?
-Primero se identifican las constantes 'a' y 'b' específicas del gas, luego se reemplazan los valores correspondientes en la ecuación de Van der Waals y se resuelve la ecuación para encontrar la presión, teniendo en cuenta las correcciones de presión y volumen.
¿Cuál es la importancia de las constantes 'a' y 'b' en la ecuación de Van der Waals?
-Las constantes 'a' y 'b' son cruciales en la ecuación de Van der Waals porque permiten ajustar la ecuación de estado ideal para que se ajuste mejor a la realidad de los gases reales, considerando las interacciones entre moléculas y el volumen de las partículas.
¿Cómo se evidencia la diferencia entre el comportamiento ideal y real de un gas en el guion?
-El guion muestra una comparación entre los cálculos de presión utilizando la ecuación ideal (PV = nRT) y la ecuación de Van der Waals, demostrando que la presión calculada con la ecuación real es menor debido a las correcciones necesarias para los gases reales.
Outlines
⚗️ Aplicación de la Ley de Gases Ideales
En este párrafo, se introduce cuándo se aplica la Ley de Gases Ideales y cuándo es necesario hacer correcciones con la ecuación de Van der Waals para gases reales. La Ley de Gases Ideales funciona cuando las presiones son bajas y las temperaturas son altas, lo que garantiza la movilidad de las partículas, poca interacción entre moléculas y un volumen igual al del recipiente. Cuando el gas no es ideal, las presiones son altas y las temperaturas son bajas, requiriendo correcciones a la ecuación.
📊 Ejemplo de Comportamiento Ideal de un Gas
Este párrafo proporciona un ejemplo con 10 moles de dióxido de carbono en un recipiente de 12 litros a una temperatura de 353 K, calculando la presión bajo el supuesto de un comportamiento ideal. Se utiliza la ecuación PV = nRT, donde se sustituyen los valores de moles, constante de gases y temperatura, obteniendo un valor de presión para el comportamiento ideal. Se enfatiza el uso correcto de unidades (Kelvin, litros y moles).
📐 Ejemplo de Comportamiento No Ideal (Van der Waals)
Aquí se aplica la ecuación de Van der Waals para el mismo gas, despejando la presión considerando las correcciones de volumen y presión. Se detallan los términos de la ecuación, como el ajuste en el volumen de las partículas y las interacciones entre moléculas. Después de sustituir los valores de moles, constante de gases, volumen y temperatura, se calcula la presión real, que resulta ser menor que la presión ideal debido a estas correcciones.
Mindmap
Keywords
💡Ley de los gases ideales
💡Ecuación de Van der Waals
💡Presión
💡Volumen
💡Moles
💡Constante de los gases (R)
💡Temperatura
💡Dióxido de carbono (CO2)
💡Comportamiento ideal
💡Comportamiento real
Highlights
La ley de los gases ideales se aplica cuando las presiones son bajas y las temperaturas altas.
Gases reales requieren correcciones en la ecuación de estado debido a interacciones moleculares y volumen de las partículas.
La ecuación de Van der Waals introduce correcciones para presión y volumen en gases reales.
El parámetro 'a' en la ecuación de Van der Waals corrige las interacciones moleculares.
El parámetro 'b' en la ecuación de Van der Waals corrige el volumen ocupado por las partículas del gas.
La ecuación de Van der Waals es más realista para describir el comportamiento de gases reales.
Para gases ideales, el volumen del gas es igual al volumen del recipiente.
La constante 'R' en la ecuación de estado de gases ideales es 0.082 atm·L/(mol·K).
Ejercicio práctico para calcular la presión de un gas ideal y real utilizando la ecuación de Van der Waals.
Las constantes 'a' y 'b' para el CO2 son específicas y se encuentran en tablas de datos.
La temperatura en la ecuación de estado debe estar en Kelvin.
El volumen en la ecuación de estado debe estar en litros.
La presión calculada para un comportamiento ideal es 24 atm.
La presión calculada para un comportamiento real usando la ecuación de Van der Waals es 22 atm.
La diferencia entre el comportamiento ideal y real es significativa, mostrando la necesidad de correcciones en gases reales.
Transcripts
i
[Música]
ok vamos a hablar un poco de cuando
aplicamos la ley de los garcía less y
cuando no se puede aplicar y tenemos que
hacer una corrección es decir cuando un
gas se le aplica a la ecuación de van
der waals estas cuestiones para gases
reales que recordemos
un gas
ideal
se presentan cuando las presiones
son más
las temperaturas
son altas esto que garantiza garantiza
la movilidad de las partículas que la
interacción entre las moléculas del gas
sea poca o nula y que el volumen del gas
sea igual el volumen del recipiente que
los contiene entonces aquí cuando el gas
y nosotros podemos aplicar la ley de los
gases ideales o la ecuación de estado
presión por volumen es igual a las moles
por la constante por la temperatura
entonces siempre que el gas es ideal
podemos aplicar esto que pasa con cuando
el gas no es ideal o no tiene un
comportamiento ideales podemos llamar un
gas real entonces las presiones
son altas
y las temperaturas son bajitas
son bajas
entonces había que hacer aquí unas
correcciones esas correcciones van a
depender de los valores que podemos
encontrar en tablas para los diferentes
gases entonces que aplicamos le consigue
la ecuación
de bander
walsh
esta cosa mentes tiene una corrección en
la presión involucra como es esta es la
posición sería presión
más
por en el cuadrado sobre volumen el
cuadrado
todo este factor multiplica
el volumen menos en b
igual a n r t
entonces qué significa cada variable
esta es la presión esta es a que es
propia para cada gas
que hace a esta hacer la corrección de
las interacciones entre las moléculas
qué unidades tiene
entonces tendría unidades de atmósferas
tenía unidades de litros al cuadrado
sobre moler el cuadro
y la otra el otro factor sería be
que sería una corrección por el volumen
de las partículas
nosotros nos llevamos siempre que el
volumen del gas es el volumen del
recipiente que los contiene pero nunca
tomamos en cuenta el volumen de las
moléculas del gas entonces ese tendría
esta corrección si a vale cero
y ve vale 0 entonces cancelaríamos este
factor y este factor y nos quedaría
exactamente la ecuación de los gases
ideales es por eso es importante tener
en cuenta estos factores entonces
presión a que la constante para de
corrección de entre las interacciones
entre las moléculas moles al cuadrado
volumen al cuadrado volumen menos moles
y stella el factor que me corrige el
volumen de las partículas y estoy
igualito a la ecuación de localidades de
moles constante y temperatura
entonces esta cuestión de van der vaart
se aplica más para ser realista y la
cuestión de estado para los gases
ideales vamos a hacer un ejercicio donde
apliquemos esta ley
y bueno vamos a realizar un ejercicio
donde vamos a considerar el
comportamiento ideal y un comportamiento
que no se somete al del gas real o sea
un gamma real entonces tienen los
siguientes características como el
enunciado entonces tienen 10 moles de
dióxido de carbono en un recipiente de
12 litros a una temperatura de 353 que
le halla la presión suponiendo a que es
un comportamiento y de que el
comportamiento no ideal y me dan las dos
constantes recordemos que de estas dos
constantes se encuentran en cualquier
texto e química o en cualquier base de
datos esas constantes dependen de la
sustancia para cada sustancia diferente
que vamos a empezar con el
comportamiento edad recordamos que el
comportamiento ideal se basa en la
ecuación de estado presión por volumen
es igual a las moles por la de r porte
como me están pidiendo entonces
expresión simplemente paso el volumen a
dividir entonces me queda depresión es
igual a n
rt sobre el volumen pues vamos a
reemplazar los valores moles 10 moles
recordemos que la regla constante
siempre vale lo mismo 0 082 atmósferas
por litro sobre mol
porque el vino por la temperatura
y todo esto
lo vimos por el volumen que es de 2
litros
recordemos que en esta ecuación la
temperatura siempre tiene que estar en
kelvin el volumen tiene que estar
siempre en litros y la en ese impreso en
las moles entonces vamos a calcular esta
mol se cancela con esta mol estos litros
con la línea de abajo éste kelvin con
este que lo multiplicamos todo lo de
arriba y lo dividimos por 12
vamos a tener un valor entonces de 24
puntos
12 modelos
este es cuando el comportamiento es
ideal
ok
ok ahora entonces vamos a aplicar la
ecuación de van der waals para hallar la
presión entonces aquí tenemos la
ecuación original de van der waals en
rojo ahora ya la empezamos a despejar
este término que teníamos en este lado
multiplicando lo pase a este lado a
dividir que es el término del ajuste del
volumen ahora este término que está
sumando en el lado izquierdo no pasa lo
arrestar al otro lado ustedes me queda
presión es igual a n rt sobre volumen
menos n b menos
en el cuadrado a sobre volumen el
cuadrado
ok ya todos los dos todos estos términos
los tenemos que simplemente vamos a
reemplazarlos acá con las unidades
respectivas de extremos expresión va a
ser la de moles del sistema que eran 10
moles
por la r que acordémonos que siempre
vale 0 082 con sus unidades atmósferas
por litro
sobre mal porque el vino por la
temperatura
que serían 353 kelvin toda esta parte de
acá dividida por el volumen
2 litros
menos las moles
10
que multiplica a la vez recordemos que
el ave por la mole en un cuadro de datos
para el dióxido de carbono
en nuestro caso equivale
0
04 32
litros sobre el key
ahora este término - en el cuadrado o
sea 10.000 al cuadrado podemos que a
será igual
3.61
atmósferas
x
y litro al cuadrado
sobre
al cuadrado esas son las unidades de a
vamos paréntesis y dividido este término
por el volumen
12 litros al cuadrado vamos a mirar las
unidades entonces ésta ki-moon se case
la cual estamos kelvin con este que el
beat
esto es que a este modo con este modo
este término que el litro de nolito de
trabajo ver una unidad de litros que
vamos a cancelar con esta o sea que este
primer término me ha en atmósferas este
segundo término esto aquí me da moral
cuadrado se cancela con esta mula al
cuadrado aquí me da el litro al cuadrado
con litro del cuadrante es este término
también me va a dar en atmósferas
entonces ya operando en la calculadora
vamos a obtener lo siguiente es
recomendable tener todo este término
entre un paréntesis lo mismo en el
denominador
ok entonces operando todo este primer
término en la calculadora sería 10 por 0
082 por 353 dividido este término de
agua que sería 2 litros menos la
multiplicación de 10 por 0,04 32 de este
primer término me a un valor de
25 puntos 0 22 atmósferas menos este
término lo mismo esperamos 10 al
cuadrado a 100 lo multiplicó por 3 61 y
lo / 12 elevado al cuadrado ese valor me
va a dar
250
recordemos que este término es el ajuste
de la presión por este este factor por
el factor b y ese factor b tiene que ver
con un ajuste en el volumen en el
volumen de las partículas y este otro
término donde está involucrado a elsa
directamente relacionado con la
interacción entre las moléculas del gas
entonces la presión real del sistema es
el 25 y 122 menos 250
igual a 22
y punto
y en estos 22 los motores
está en mi expresión real
cuál había sido la expresión ideal
había sido
24
como adolescentes o sea que siempre
hay una diferencia entre el real y el
ideal un poquito más de 150 o sea que la
diferencia es significativa
ok
[Música]
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