8âºpropiedad de los gases

Objetivos.

• Describir el modelo cinético – molecular de los gases.• Comprender el concepto de presión de los gases.• Reconocer las propiedades básicas de los gases de

acuerdo al modelo de la teoría cinético – molecular.• Describir la relación entre presión, volumen y

temperatura para los gases.• Explicar y resolver problemas relacionados con el

volumen, la presión y la temperatura de la vida cotidiana.

• Analizar e identificar aplicaciones de los gases en la vida cotidiana.

• Formular hipótesis, organizar datos en tablas y gráficos y elaborar conclusiones.

Sólido Líquido Gaseoso

MODELO CORPUSCULAR...

la materia esta formada por partículas o moléculas, que se pueden encontrar en uno de estos tres estados

Además, estas partículas están en un movimiento constante a lo que llamaremos Teoría Cinética.

¿Sabes que es lo que respiras?

Cada vez que respiras ingresa a tu cuerpo una mezcla de diferentes gases llamada aire.

(nitrógeno, oxigeno, dióxido de carbono, trazas de argón, neón, helio, metano, monóxido de carbono y vapor de agua).

Para nosotros el más importante es el oxígeno.

http://sites.google.com/site/quimicarodicor/material-de-apoyo/material-8-basico-gases

Postulados de la Teoría Cinética de los Gases

1. Las moléculas están

en rápido y continuo

movimiento errático.

2. Los gases se componen de moléculas y la distancia promedio entre ellas es muy grande en comparación al volumen real que ocupan.

Postulados de la Teoría Cinética de los Gases

3.No existen fuerzas de atracción ni repulsión entre las moléculas que forman un gas.

4.Los choques entre las moléculas son perfectamente elásticos.

(en cada choque se entrega la energía de una partícula a otra. Por lo que pueden

continuar en constante movimiento)

Postulados de la Teoría Cinética de los Gases

5. Al aumentar la temperatura del gas, las moléculas adquieren mayor movimiento.

6. La presión ejercida por las moléculas del gas, es el resultado de los constantes choques de sus moléculas con el recipiente que las contiene.

Postulados de la Teoría Cinética de los Gases

Propiedades de los gases

Los gases tienen propiedades físicas

generales que podemos detectar con nuestros

sentidos.

incoloros, inodoros e insípidos.

Santillana

Propiedadesde losgases

Resistencia

CompresiónExpansión

Difusión

Fluidez Ocupan todo el espacio disponible.

Se mezclan entre sí.

Pueden disminuir o aumentar su volumen fácilmente debido al movimiento de las moléculas.

Los gases oponen resistencia al movimientos de los cuerpos. Esto se debe a la fuerza de roce.

FLUIDEZ

• 1.-Si se infla y luego se suelta un globo. ¿Qué sucede?

•Cuando existe un gas encerrado en un recipiente, como el aire en el globo, basta una pequeña abertura para que el gas comience a salir, se dice, entonces, que los gases tienen una capacidad de fluir.

•La Fluidez es la propiedad que tienen los gases para ocupar todo el espacio disponible, debido a que, prácticamente, no posee fuerzas de unión entre sus moléculas.-

DIFUSIÓN.

• Es la propiedad en la que dos o más gases se pueden mezclar de manera uniforme debido al movimiento de sus moléculas.

DIFUSIÓN...

COMPRESIÓN – EXPANSIÓN

• Se denomina compresión de un gas a la disminución de la distancia entre sus partículas para ocupar un volumen menor.

• Se denomina expansión de un gas al aumento de la distancia entre sus partículas para ocupar un volumen mayor.

RESISTENCIA- ROCE

Materiales

• 1 globo,

• perfume

• (colonia en spray), algodón y 1 jeringa de plástico

• Vaso

• Cartulina

No tiene forma propia.

No tienen volumen definido

No se pueden

ver. Algunos se huelen

Ejercen presión.

Se comprime

n

Para estudiar su comportamiento es

Necesario conocer:

Volumen Presión Temperatura

• VOLUMEN: Lugar que ocupa un cuerpo.

• TEMPERATURA: Medida de la energía cinética de las moléculas.

PRESIÓN: ???????

Presión

• RECORDEMOS…

• FUERZA: Es un tipo de acción que ejerce un cuerpo sobre otro. Pueden provocar deformaciones o cambios en el movimiento de un cuerpo.

• PESO: fuerza que ejerce la Tierra sobre los cuerpos.

¿Qué sabemos?

¿Porqué una persona con esquí no se hunde en la nieve?

Si una persona camina con tacos por la arena y otra descalza, ¿son iguales las huellas que dejan?

¿Cuándo se ejerce mas presión en el suelo?

ઽઽઽGas

Las partículas de gas encerradas en el balón ejercen presión sobre las paredes

Presión de un gas

Presión de un gas: corresponde a la fuerza que ejercen las partículas sobre las paredes del recipiente

• ¿Que otros ejemplos conocen de gases que ejercen presión en el

recipiente que las contiene?

¿Qué es la presión?

Presión fuerza ejercida por unidad de área

P = F A

Presión

• La fuerza que actúa sobre un área determinada.

• Se calcula dividiendo la fuerza ejercida (F) por el área (A) en la que dicha fuerza se distribuye:

Presión (pascal) = fuerza (Newton) área de aplicación (m2)

Presión de un gas

• Fuerza que ejercen las partículas de éste gas sobre las superficie del recipiente en que se encuentra.

• Para medir la presión que ejerce un gas encerrado en un recipiente, se utiliza el manómetro.

un aumento en la temperatura, provoca un aumento del gas contenido en el globo.

Estudiando los gases

Relación entre la temperatura y el volumen

¿Qué ocurre con el aire dentro del globo, si este lo aplastas con tu mano?

Relación entre la presión y el volumen

Al presionar el globo con tu mano, provocas una

disminución de su volumen, y como consecuencia, se

produce un aumento de la

presión del aire dentro del globo.

Relación entre la presión y la temperatura

Si colocamos una olla, al fuego en la cocina, y

comenzamos a calentar, las partículas

se comenzarán a mover mas rápido con el incremento de la

energía térmica y como el volumen del

recipiente no varía, estamos provocando,

entonces, un aumento de la presión al

interior del recipiente.

• Evangelista Torricelli experimento

La presión atmosférica

• Es la presión que ejercen los gases de la atmósfera sobre todos los cuerpos.

• Es la fuerza que ejerce el peso de la atmósfera sobre una unidad de superficie de la tierra.

• Se mide a través de un instrumento llamado barómetro.

La presión atmosférica

• La presión atmosférica se mide a nivel del mar y se denomina atmósfera estándar (atm).

1 atmósfera estándar = 1 atm = 760 mm Hg (milímetros de mercurio)

• Generalmente se expresa a través de la siguientes unidades: milímetros de mercurio (mmHg), torricellis (torr), atmósferas (atm), milibares (Mb), pascales (Pa), bares (bar), hectopascales (hPa)

1 atm = 760 mmHg = 760 torr = 1.013 Mb = 1,013 bar = 101.325 Pa = 1.o13,25 hPa

La presión atmosférica disminuye con la altura porque el espesor de las capas de aire es menor.

Características de la presión atmosférica

Características de la presión atmosférica

• La presión atmosférica varía según la altura del lugar:

La presión atmosférica disminuye progresivamente a medida que se asciende en la altura.

Cuando más elevado sea un lugar, la cantidad de aire situado encima es menor.

El peso del aire por unidad de área sobre el lugar es menor.

La presión atmosférica

• La presión atmosférica se ejerce en todas direcciones:

Es una consecuencia del peso del aire.

No se ejerce sólo de arriba abajo, sino de forma uniforme en todas direcciones.

Investigar

• LEY DE BOYLE

• LEY DE CHARLES

• LEY DE GAY LUSSAC

• Qué variables se relacionan cada una de ellas.

• Ejemplos y/o esquemas explicativos. c/u

• Fórmulas matemáticas. c/u

LEY DE BOYLE-Mariotte

Esta ley nos permite relacionar la presión (P) y el volumen (V) de un gas cuando la temperatura es constante. Cuando la presión se duplica el volumen se reduce a la mitad, si la presión se triplica el volumen se reduce a la tercera parte.

A mayor presión menor volumen

LEY DE BOYLE

• indica que el producto de la presión de un gas por su volumen es constante:

Ejemplo:

• 4.0 L de un gas están a 600.0 mmHg de presión. ¿Cuál será su nuevo volumen si aumentamos la presión hasta 800.0 mmHg?

• Solución: Sustituimos los valores en la ecuación P1V1 = P2V2.

(600.0 mmHg)x (4.0 L) =(800.0 mmHg)x (V2)

• Si despejas V2 obtendrás un valor para el nuevo

volumen de 3L.

LEY DE CHARLES

• Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante.

A mayor temperatura, mayor

volumen

Ejemplo:

• Un gas tiene un volumen de 2.5 L a 25 °C. ¿Cuál será su nuevo volumen si bajamos la temperatura a 10 °C?

• Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:• T1 = (25 + 273) K= 298 K• T2 = (10 + 273 ) K= 283 K

• Ahora sustituimos los datos en la ecuación:

2.5L   V2

----- = -----

298 K   283 K

Si despejas V2 obtendrás un valor para el nuevo volumen de 2.37 L.

LEY DE GAY LUSSAC

• Esta ley establece la relación entre la presión (P) y la temperatura (T) de un gas cuando el volumen (V) se mantiene constante,

A mayor temperatura, mayor presión.

Ejemplo:

• Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?

• Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T1 = (25 + 273) K= 298 K

Ahora sustituimos los datos en la ecuación:

970 mmHg   760 mmHg

------------ = ------------

298 K   T2

Si despejas T2 obtendrás que la nueva temperatura deberá ser 233.5 K o lo que es lo mismo -39.5 °C.

CALOR Y TEMPERATURA

CALOR

• El calor es una cantidad de energía y es una expresión del movimiento de las moléculas que componen un cuerpo.

• Cuando el calor entra en un cuerpo se produce calentamiento y cuando sale, enfriamiento.

Al aplicar calor, sube la temperatura.

EQUILIBRIO TERMICO

• representa la cantidad de energía que un cuerpo transfiere a otro hasta que estén a la misma temperatura entre ambos.

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TEMPERATURA• Es una magnitud que indica el grado

de agitación de las moléculas de una sustancia.

• La temperatura es la medida del calor de un cuerpo ( no la cantidad de calor )

• Termómetro .• Escala termométrica.

¿CALOR = TEMPERATURA?

• Calor es la energía total del movimiento molecular en una sustancia, mientras que la Temperatura es la medida de dicha energía. El calor depende de la velocidad de las partículas, de su número, de su tamaño y de su tipo. La temperatura no.

Misma temperatura, distinta cantidad de calor.

TEMPERATURA Y ESTADOS DE LA MATERIA

• Estados de la Materia:– Sólidos:

• Las partículas están firmemente unidas entre sí.• Tienen movimientos vibratorios• Las partículas no se desplazan.

– Líquidos:• Las partículas están unidas, pero no muy firmemente.• Las partículas tienen movimientos al azar.• Las partículas pueden desplazarse.

– Gaseosos:• Las partículas están muy separadas.• Las partículas se mueven libremente a gran velocidad.

Sólidos calor Líquido calor Gaseoso

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DILATACION Y CONTRACCION

• Al aumentar la temperatura de una sustancia, aumenta la agitación (movimiento) de sus partículas (las distancias aumentan entre cada una de las partículas).

• Ocurre en todos los estados de la materia, pero es mas llamativo en los gases.

• Juntas de dilatación.

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MEDIDA DE LA TEMPERATURA

• La temperatura se mide con un instrumento denominado termómetro.

• La unidad de medida de la temperatura es el Kelvin.• El funcionamiento de los termómetros se basa en la

propiedad que tienen la mayoría de las sustancias de dilatarse (aumentan su volumen) a medida que aumenta su temperatura.

• Los termómetros miden la temperatura según la dilatación o contracción de su liquido interior (mercurio, alcohol).

• Cuando se mide la temperatura de un cuerpo, lo que se hace es comparar su agitación térmica con la de otro cuerpo tomado como referencia (hasta que se alcanza el equilibrio térmico).

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TIPOS DE TERMOMETROS• Termómetros de mercurio: no son útiles para temperaturas inferiores a -39ºC (solidificación del mercurio).

• Termómetros de alcohol: no son útiles para temperaturas inferiores a -114ºC (solidificación del alcohol).

• Pirómetros: se utilizan para medir altas temperaturas (700 – 3000 ºC). Se basa en el color de la radiación emitida por la sustancia a medir.

• Termómetros de láminas bimetálicas.

• Termómetros de bulbo húmedo.

• Termopar

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ESCALAS DE TEMPERATURA• Kelvin (K):

– Relacionada con el movimiento real de las partículas (a 0ºK no hay movimiento de partículas).

– T(K) = T(ºC) + 273

• Centígrada ó Celsius (ºC):– Toma como referencia la temperatura de fusión del agua (0ºC) y

de ebullición del agua (100ºC).

• Fahrenheit (ºF):– Utilizada en países anglosajones– T(ºF) = 9/5 T(ºC) + 32

• Reaumur (ºR):– En desuso.– T(ºR) = 4/5 T(ºC

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CALOR Y EQUILIBRIO TERMICO

• Una vez alcanzado el equilibrio térmico, cesa la transferencia de energía térmica (en forma de calor) entre los dos cuerpos.

• Calor: es la transferencia de energía térmica entre dos cuerpos que se hallan en desequilibrio térmico.

• Unidad de medida del calor S.I.: Julio (J) → el calor se mide en unidades de energía.

• Calorías (cal): cantidad de calor (o energía térmica) necesaria para elevar la temperatura de 1 gramo de agua 1ºC

1 cal = 4,18 J1 J = 0,24 cal

•El equilibrio térmico se alcanza cuando dos cuerpos o sistemas materiales igualan su temperatura.•Cuando dos cuerpos se ponen en contacto, el cuerpo de mayor temperatura transfiere energía térmica (en forma de calor) al cuerpo de menor temperatura (nunca al revés), hasta alcanzar el equilibrio térmico

MECANISMOS DE TRANSMISION DEL CALOR

– Conductividad térmica: capacidad que tiene los cuerpos para conducir el calor.

• Conductores térmicos: aquellos cuerpos que transmiten rápidamente la energía térmica de un punto a otro (ej. Metales).

• Aislantes térmicos: aquellos cuerpos que transmiten lentamente la energía térmica de un punto a otro (ej. Madera, ladrillo, plástico,…).

MECANISMOS DE TRANSMISION DEL CALOR

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MECANISMOS DE TRANSMISION DEL CALOR

• CONDUCCION:

• Es la forma de transmisión de calor de unas partículas a otras, propias de los cuerpos sólidos.

• En la conducción se transmite energía (térmica) pero no se transmite materia.

• En el vacío el calor no se propaga por conducción (no hay partículas que puedan transportarlo).

• CONVECCION:

• Proceso de transferencia de energía térmica de un punto a otro de un liquido o gas (fluidos), debido al movimiento del propio fluido.

• La transmisión de calor se realiza mediante corrientes de convección ó corrientes convectivas (el fluido más caliente es menos denso y se eleva, mientras que el fluido más frío es más denso y se hunde).

• En la convección se transmite tanto materia como energía (térmica).

MECANISMOS DE TRANSMISION DEL CALOR

• RADIACION:• Proceso de transferencia del calor a

través de la energía radiante que emiten los cuerpos.

• La energía radiante puede propagarse por el vacío.

• No requiere que los cuerpos estén en contacto.

• En la radiación se transmite energía (radiante) pero no materia.

• Espectro electromagnético

MECANISMOS DE TRANSMISION DEL CALOR