[Química] 🔔Leyes de los gases 💥LEY COMBINADA🔑
Summary
TLDREste video educativo aborda la Ley Combinada de los Gases, también conocida como la Ley General de los Gases. Se explica que esta ley relaciona la presión, volumen y temperatura de los gases, y se enfatiza la importancia de manejar la temperatura en escala absoluta. A través de ejemplos prácticos, el presentador guía a los espectadores para resolver problemas utilizando la ley, mostrando cómo se aplican las proporcionalidades en situaciones donde cambian todas las variables. El video es una herramienta valiosa para comprender mejor el comportamiento de los gases en diferentes condiciones.
Takeaways
- 🌟 La ley combinada de los gases es también conocida como la ley general de los gases y permite estudiar el comportamiento de los gases en relación con la presión, volumen y temperatura.
- 🔍 Se menciona que los gases ejercen presión sobre cualquier superficie debido a que sus partículas chocan con ellas constantemente.
- 📚 Se revisan las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac, que son fundamentales para entender la ley combinada de los gases.
- 🎓 La ley combinada de los gases establece que el producto de la presión por el volumen dividido por la temperatura es una constante, es decir, P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂.
- 📘 Se explica que la temperatura debe manejarse en escala absoluta (Kelvin) para aplicar la ley combinada de los gases correctamente.
- 🌡️ En el primer ejemplo, se calcula la presión final de un globo aerostático que sube en altitud, cambiando su volumen y temperatura.
- 🌡️ En el segundo ejemplo, se determina la temperatura final de un globo que contiene nitrógeno y se calienta, cambiando su volumen y presión.
- 🔢 Se resalta la importancia de realizar operaciones matemáticas correctas al aplicar la ley combinada de los gases, incluyendo la conversión de unidades y el uso de escalas de temperatura adecuadas.
- 💡 Se sugiere practicar la resolución de problemas utilizando la ley combinada de los gases para afianzar la comprensión de cómo las variables presión, volumen y temperatura afectan al comportamiento de los gases.
- 👋 El presentador finaliza el video con un mensaje de despedida, agradeciendo y animando a los espectadores a seguir aprendiendo sobre química.
Q & A
¿Qué es la ley combinada de los gases?
-La ley combinada de los gases, también conocida como la ley general de los gases, relaciona las variables termodinámicas presión, volumen y temperatura de un gas. Se basa en la premisa de que el producto de la presión y el volumen de un gas, dividido por la temperatura absoluta, es una constante.
¿Qué son las condiciones normales de presión y temperatura?
-Las condiciones normales de presión y temperatura se refieren a una presión de una atmósfera (1 atm) y una temperatura de 25 grados centígrados (298,15 K en escala absoluta).
¿Cómo se relacionan la presión y el volumen en la ley de Boyle-Mariotte?
-En la ley de Boyle-Mariotte, la presión y el volumen de un gas son inversamente proporcionales, siempre que la temperatura se mantenga constante.
¿Qué dice la ley de Charles sobre el volumen y la temperatura de un gas?
-La ley de Charles establece que el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura, siempre que la presión se mantenga constante.
¿Qué es la ley de Gay-Lussac y cómo se relaciona con la presión y la temperatura?
-La ley de Gay-Lussac indica que la presión de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta, manteniendo el volumen constante.
¿Cómo se despeja la presión final en la ley combinada de los gases?
-La presión final se despeja utilizando la fórmula: \( P_f = \frac{P_i \cdot V_i \cdot T_f}{T_i \cdot V_f} \), donde \( P_f \) es la presión final, \( P_i \) es la presión inicial, \( V_i \) es el volumen inicial, \( T_f \) es la temperatura final y \( T_i \) es la temperatura inicial.
¿Por qué es importante convertir las temperaturas a escala absoluta en los cálculos de gases?
-Es importante convertir las temperaturas a escala absoluta (Kelvin) porque las leyes de los gases se fundamentan en la temperatura absoluta, lo que permite una correcta aplicación de las proporcionalidades y la conservación de la constante en los cálculos.
¿Cómo se calcula la presión final en el ejemplo del globo aerostático?
-Para calcular la presión final del globo aerostático, se usa la ley combinada de los gases y se despeja la presión final \( P_f \) con la fórmula dada, sustituyendo las temperaturas en Kelvin y las unidades de volumen y presión correspondientes.
¿Cuál es la temperatura final del globo en el segundo ejemplo tras el cambio de condiciones?
-La temperatura final del globo en el segundo ejemplo se calcula utilizando la ley combinada de los gases y despejando la temperatura final, resultando en aproximadamente 29.56 grados centígrados.
¿Cómo se determina el volumen final en el tercer ejemplo del problema propuesto?
-El volumen final en el tercer ejemplo se determina aplicando la ley combinada de los gases y despejando el volumen final, resultando en 54.98 galones.
Outlines
🌟 Introducción a la Ley Combinada de los Gases
El primer párrafo introduce la Ley Combinada de los Gases, también conocida como Ley General de los Gases. Se explica que esta ley relaciona la presión, el volumen y la temperatura de los gases. Se menciona que los gases ejercen presión sobre cualquier superficie y que, a través de experimentos, se ha demostrado que ejercen presión incluso cuando no es perceptible. Se revisan brevemente otras leyes de los gases, como la de Boyle-Marriott, la de Charles y la de Gay-Lussac, antes de profundizar en la Ley Combinada. Se enuncia la ley y se explica que permite relacionar dos estados de un gas (inicial y final) manteniendo una constante de proporcionalidad a pesar de los cambios en las variables.
🎈 Ejercicio 1: Aplicación de la Ley Combinada con un Globo Aerostático
Este párrafo presenta un ejercicio práctico de la Ley Combinada de los Gases. Se describe un escenario en el que un globo aerostático llenado con aire en condiciones normales (1 atmósfera y 25 grados Celsius) se libera y sube a una altura donde la temperatura es de -10 grados Celsius y su volumen aumenta a 270 litros. El objetivo es determinar la nueva presión a esta altura. Se detalla el proceso de identificación de las variables iniciales y finales, y se utiliza la fórmula de la Ley Combinada para despejar la presión final. Se incluyen los cálculos necesarios, incluyendo la conversión de temperaturas a escala absoluta (Kelvin) y la resolución del problema,得出最终的 presión final es de 0.89 atmósferas.
🔥 Ejercicio 2: Cálculo de Temperatura con la Ley Combinada
El tercer párrafo introduce otro ejercicio que involucra la Ley Combinada de los Gases. Se habla de un globo que contiene nitrógeno a 10 grados Celsius y una presión de 780 milímetros de mercurio, y luego se calienta y su volumen aumenta a 9.5 litros con una presión de 790 milímetros de mercurio. El desafío es determinar la nueva temperatura del gas en el globo. Se sigue el mismo enfoque que en el ejercicio anterior, identificando las variables y utilizando la Ley Combinada para despejar la temperatura final. Se detallan los pasos para convertir las temperaturas a Kelvin, realizar los cálculos y得出 la temperatura final es de aproximadamente 29.56 grados Celsius.
📚 Conclusión y Desafío Final para el Spectador
El último párrafo concluye la explicación de la Ley Combinada de los Gases y presenta un desafío final para el espectador. Se resuelve un ejercicio adicional para demostrar la aplicación de la ley, donde se calcula el volumen final de un gas dado cambios en presión y temperatura. Se enfatiza la importancia de practicar problemas similares para comprender mejor la ley y se invita a los espectadores a resolver el desafío por sí mismos antes de ver la solución. Se cierra el vídeo con un mensaje de despedida y un agradecimiento, y se anima a los espectadores a comentar y dar like si les gustó el contenido.
Mindmap
Keywords
💡Ley Combinada de los Gases
💡Presión
💡Volumen
💡Temperatura
💡Estados del Gas
💡Ley de Boyle
💡Ley de Charles
💡Ley de Gay-Lussac
💡Escala Absoluta
💡Constante de Proportionalidad
Highlights
Explica la Ley Combinada de los Gases, también conocida como la Ley General de los Gases, que relaciona presión, volumen y temperatura de los gases.
Describe que los gases ejercen presión sobre cualquier superficie debido a los choques constantes de sus partículas.
Menciona que la presión ejercida por los gases es a menudo imperceptible para los seres humanos.
Recuerda las leyes de Boyle, Charles y Gay-Lussac como fundamentos de la Ley Combinada de los Gases.
Boyle relaciona la presión y el volumen de un gas manteniendo la temperatura constante.
Charles establece que el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura, con la presión constante.
Gay-Lussac relaciona la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante.
La Ley Combinada de los Gases permite encontrar variaciones en presión, volumen y temperatura manteniendo proporcionalidades.
Se enuncia la Ley Combinada de los Gases: el producto de la presión y el volumen dividido por la temperatura es constante.
Ejemplo práctico: Calcular la presión final de un globo aerostático que se libera y sube a una altitud donde la temperatura cambia.
Se describe el proceso de despejar la variable presión final usando la Ley Combinada de los Gases.
Importancia de usar la escala absoluta (Kelvin) para las temperaturas en la Ley Combinada de los Gases.
Resolución de un problema práctico donde se calcula la presión final de un globo en condiciones cambiantes.
Se resalta que la Ley Combinada de los Gases es útil para problemas donde cambian presión, volumen y temperatura.
Otro ejemplo práctico: Calcular la temperatura final de un globo de nitrógeno después de un cambio de condiciones.
Se explica cómo despejar la temperatura final usando la Ley Combinada de los Gases y las unidades de presión en milímetros de mercurio.
Se resalta la importancia de realizar ejercicios para comprender y aplicar la Ley Combinada de los Gases.
Se invita al espectador a resolver un ejercicio práctico para fortalecer la comprensión de la Ley Combinada de los Gases.
Se proporciona la resolución de un ejercicio adicional para ilustrar el uso de la Ley Combinada de los Gases.
Se enfatiza la importancia de la práctica para dominar los conceptos de la química y la termodinámica.
Se cierra el video con un mensaje de despedida y un agradecimiento a la audiencia.
Transcripts
qué tal amigos espero que se encuentren
muy bien en esta ocasión seguiremos
trabajando con gases pero vamos a hacer
ejercicios de la ley combinada de las
gases en esta ley ahora sí utilizaremos
a las tres variables presión volumen y
temperatura así que por mucha atención y
vamos para allá
[Música]
pues comenzamos y vamos a hablar de la
ley combinada de los gases que también
se conoce como la ley general de los
gases y para esto hay que revisar
algunos antecedentes recordar que los
gases ejercen presión sobre cualquier
superficie ya que las partículas que
constituyen a nuestro gas están chocando
con todas las superficies
esto sucede todo el tiempo sin embargo
estamos tan acostumbrados que ni
siquiera nos damos cuenta el aire que
nos rodea está ejerciendo una presión
sobre nosotros y no la sentimos estamos
muy acostumbrados
a partir de muchos experimentos con
gases se dieron cuenta de que los gases
realmente ejercen una presión a pesar de
que no la veamos y esto aunado a las
otras variables como el volumen y la
temperatura
condujeron a las leyes de los gases que
ya hemos comentado si no las has visto
revisa mis otros vídeos en las otras
leyes hemos comentado el comportamiento
por ejemplo de la ley de boyle marion en
donde relacionan la presión y el volumen
considerando que la temperatura va a ser
una constante mientras nosotros estamos
realizando un experimento por otra parte
está la ley de charles en ella
analizamos el comportamiento del volumen
y la temperatura nos damos cuenta que el
volumen y la temperatura son
directamente proporcionales
pero consideran que la presión es
constante a eso se le llama it's ovárico
por último la ley de gay lussac
consideraba procesos históricos es decir
procesos en donde el volumen era
constante y veían los cambios entre la
presión y la temperatura
sin embargo nosotros podemos encontrar
variaciones de las tres al mismo tiempo
y esto nos conduce a la ley combinada de
los gases en donde podemos encontrar
variaciones de la presión el volumen o
la temperatura
y manteniendo las proporcionalidades y
combinando las tres leyes generamos a la
ley combinada de los gases que involucra
a la presión volumen y temperatura
estas tres variables en realidad se
consideran variables termodinámicas pero
ese es tema de otro vídeo por ahora
vamos a concentrarnos en que estas tres
variables termodinámicas definen el
comportamiento de los gases a la ley
combinada de los gases la podemos
enunciar de la siguiente manera que es
la relación entre el producto de la
presión y el volumen junto con la
temperatura que permanecen siempre
constantes de forma matemática la
presión por el volumen entre la
temperatura siempre nos va a dar un
valor que debe de permanecer constante a
pesar de que tengamos cambios en algunos
de ellos
de forma general vamos a encontrar que
la ley combinada de los gases nos
permite relacionar dos estados un estado
inicial y un estado final en donde los
cambios en algunas de las variables nos
van a generar nuevos cambios para que la
constante de proporcionalidad se
mantenga esta ley es mucho más fácil de
utilizar ya que en los fenómenos reales
vamos a ver cambios en las tres
variables presión un volumen y
temperatura pero para que lo veamos de
forma explícita vamos a los ejercicios
veamos entonces cómo resolver ejercicios
que ya involucran la ley combinada de
los gases el primer problema nos dice
que tenemos un globo aerostático y es
llenado con 275 litros de aire en
condiciones normales de presión y
temperatura
las condiciones normales usualmente se
refieren a que tenemos presión de una
atmósfera y temperatura de 25 grados
centígrados en algunos libros podrás
encontrar algún valor diferente pero
este es el más común se libera el globo
y asciende a una altura donde la
temperatura es de menos 10 grados
centígrados y ahora el volumen es de 270
litros nos está pidiendo determinar la
presión a esa altura ya conoces el
primer paso identificar la información
que nosotros tenemos lo primero que nos
dicen es que hay 275 litros esto es un
volumen inicial
después nos dice que tenemos condiciones
normales de presión y temperatura
la presión inicial será de una atmósfera
y la temperatura inicial es de 25 grados
centígrados
nos dice que el globo se libera y ahora
la temperatura va a ser de menos 10
grados centígrados y que el volumen
final es de 270 litros
nos está pidiendo determinar la presión
final a partir de los datos que nos
dieron
si te das cuenta en este problema de las
tres variables todas están cambiando una
presión en volumen y la temperatura
eso significa que no hay ninguna de
ellas que sea constante y por lo tanto
tendremos que utilizar la ley combinada
de los gases esta ley nos dice que la
presión inicial por el volumen inicial
sobre la temperatura inicial debe de ser
igual a la presión final el volumen
final sobre la temperatura final a
continuación tendremos que despejar la
variable que a nosotros nos interesa que
es la presión final
recuerda para poder hacer los despejes
puedes consultar la explicación que te
dejo aquí
la presión final haciendo el despeje va
a ser la presión inicial el volumen
inicial por la temperatura final entre
la temperatura inicial por el volumen
final
recuerda cuando estamos hablando de
gases la temperatura siempre la debes de
manejar en una escala absoluta es decir
los 25 grados centígrados los vamos a
convertir a kelvin sumándole 273 punto
15 y será una temperatura de 298 punto
15 que link por su parte los menos 10
grados centígrados nos van a dar una
temperatura de 263 punto 15 que litros
ahora si las temperaturas están en una
escala absoluta y ya podemos hacer el
cálculo de nuestra presión final vamos
sustituyendo la presión final será
nuestra presión inicial la presión
inicial es de una atmósfera el volumen
inicial es de 275 litros la temperatura
final es de
263
15
kelvin
y todo esto lo vamos a dividir entre la
temperatura inicial que son
298 punto 15 kelvin y esto va a
multiplicar al volumen final que son
270 litros te puedes dar cuenta que
tenemos litros que están multiplicando y
dividiendo por lo tanto los podemos
reducir y los que elvin también están
multiplicando y dividiendo por lo que
también nos vamos a reducir la única
unidad que nos queda son las atmósferas
y esas son unidades de presión las que
tendrá nuestra presión final nos queda
hacer las operaciones
1 por 275 por 263 punto 15 entre 298
punto 15 por 270 lo que nos da
0.89
atmósferas
es decir cuando el globo asciende la
presión final que va a encontrar va a
ser de 0.89
atmósferas
y te puedes dar cuenta estos problemas
no son tan diferentes a los problemas
que has visto en la ley de boyle en la
ley de charles o la ley de gay lussac
incluso los problemas de cualquiera de
las otras leyes también los puedes
resolver con la ley general de los gases
o la ley combinada de los gases lo único
que va a suceder es que la presión el
volumen o la temperatura van a ser
constante eso significa que las
condiciones iniciales y finales en esta
variable en específico será el mismo
valor
veamos otro ejemplo para asegurarnos de
que esto quede muy claro con atención el
siguiente problema nos dice que tenemos
un globo que contiene 9 litros de
nitrógeno a 10 grados centígrados
generando una presión de 780 milímetros
de mercurio
pero durante el día se calienta y ocupa
ahora un volumen de 9.5 litros con una
presión de 790 milímetros de mercurio
nos está pidiendo determinar la
temperatura que tiene el globo en esas
nuevas condiciones nuestro primer paso
es muy claro tenemos que identificar la
información que nos están dando te
puedes dar cuenta que el volumen inicial
va a ser de 9 litros
la temperatura inicial es de 10 grados
centígrados la presión inicial va a ser
de 780 milímetros de mercurio y después
de esto se va a presentar el cambio de
condiciones
ahora el volumen final va a ser de 9.5
litros la presión final va a ser de 790
milímetros de mercurio y nos está
pidiendo calcular nuestra temperatura
final la cual va a ser nuestra variable
como vamos a ver que hay variación en
presión volumen y temperatura lo ideal
es utilizar la ley combinada de los
gases
[Música]
y de aquí tenemos que despejar nuestra
temperatura final puesto que es la
variable que nosotros no conocemos la
temperatura final va a ser la
temperatura inicial por la presión final
por el volumen final y todo esto entre
la presión inicial por el volumen
inicial ya tenemos nuestro despeje ahora
hay que recordar que la temperatura
siempre la tenemos que convertir a una
escala absoluta y como la temperatura
que tenemos es de 10 grados centígrados
la vamos a convertir aquel lo que nos
dará
283 punto 15
con esta temperatura ahora sí vamos a
hacer las operaciones
la temperatura final va a ser la
temperatura inicial que son los 283
punto 15 kelvin y esto va a multiplicar
a la presión final que son 790
milímetros de mercurio por último
tenemos que multiplicarlo por el volumen
final nuestro volumen final es de 9.5
litros y todo esto lo vamos a dividir
entre la presión inicial que son
780 milímetros de mercurio
que va a multiplicar a nuestro volumen
inicial que son 9 litros
las unidades también nos van a ayudar
nos vamos a dar cuenta que los litros se
multiplican y se dividen por lo tanto lo
reducimos y pasa lo mismo con los
milímetros de mercurio
las únicas unidades que nos están
quedando son los que bing que
corresponden a unidades de temperatura
ahora solamente vamos a hacer la
operación
283 punto 15 por 790 por 9.5 dividido
entre 780 por 9 lo que nos da 300
2.71 y esto es en cali para que tengamos
mejor idea de este valor de temperatura
lo podemos convertir en grados
centígrados y para hacerlo sólo tenemos
que restarle
273 punto 15 lo que nos va a dar 29
punto
56 grados centígrados
es aproximadamente
29 grados y medio es decir que el lugar
en donde encontramos este globo la
temperatura durante el día alcanza los
29 punto 5 grados centígrados y con esto
tenemos resuelto este problema
debes de darte cuenta que a pesar de que
tenemos pequeñas variaciones en nuestras
variables aún así vamos a encontrar
variaciones en todas ellas y se van a
seguir manteniendo las
proporcionalidades
si son directamente proporcionales e
inversamente proporcionales las
relaciones entre presión volumen y
temperatura
como estoy seguro que ya quedó muy claro
el siguiente ejercicio va a ser para que
tú lo resuelvas y te des cuenta que
también lo puedes hacer
te voy a pedir que tú resuelvas este
ejercicio y le vas a poner pausa el
vídeo mientras lo haces y a continuación
te aparecerá la resolución ponle pausa
y ahí ya puedes ver el ejercicio
resuelto el volumen final debe de ser de
54 puntos 98 galones si no llegaste a
ese resultado te lo explico rápidamente
primero hay que identificar la
información que nos da el problema
el volumen inicial es de 80 galones la
temperatura inicial de 200 grados
centígrados que se debe de convertir
aquel la presión inicial de 14.7 psi al
cambiar la temperatura final va a ser de
10 grados centígrados que también se
deben de expresar en kelvin y la presión
final de 12.8 psi
a partir de la ley combinada de los
gases tenemos que despejar el volumen
final y el volumen final va a ser la
presión inicial por el volumen inicial
por la temperatura final dividido entre
la temperatura inicial la presión final
al sustituir esta información nos vamos
a encontrar que el volumen final es de
54 puntos 98 galones
y con esto queda resuelto este ejercicio
estoy seguro que esta explicación te ha
quedado clara si tienes alguna duda
puedes volver a revisarlo e incluso
resolver los problemas que yo resolví al
inicio
como siempre te sugiero que hagas tantos
ejercicios como te sea posible porque
eso ayuda a tus habilidades me despido
deseándote que tengas un excelente día y
nos vemos en la próxima
espero que esta explicación se haya
quedado lo más clara posible y haya
resuelto todas tus dudas si te gusta el
vídeo dale like comenta para que genere
yo más vídeos que también sean de mucha
ayuda para todas esas personas que
requieren ayudas en la química me
despido deseándote que seas feliz un
saludo especial para todos los hermanos
y adiós
[Música]
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