Mono d Fisica Gas Ideal

7/24/2019 Mono d Fisica Gas Ideal

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR de SAN MARCOS

UNIVERSIDAD del PERU, DECANA DE AMERICA

Universidad Pblica, Emblemica, Acrediada

Inernaci!nalmene

ESCUELA DE PRE"RADO

IN"ENIERIA ME#ALUR"IA

"AS IDEAL

CURSO$ %&sica

PRO%ESOR$ Aceved! %'li(

ALUMNO$ %l!res Vene)as L*is Mi)*el

Cicl!$ +er Cicl!

Lima, *li! -./0

Monografa de Gas Ideal Pgina 1


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1. INTRODUCCION

Hay tres estados de la materia el solido, lquido y gaseoso cada una de estas

posee propiedades sicas dierentes dependiendo de su estado, pero que pueden

darse en una misma materia siendo !aria"le la presi#n y la temperatura$ en este

caso %a"laremos de concepto de gas y que es un gas ideal.

&l gas es uno de los tres estados de la materia que no posee orma ni !olumen

deinido, sus uer'as de repulsi#n son muc%o mayores que las uer'as de

co%esi#n ya que las uer'as de atracci#n entre sus mol(culas son tan peque)as

que cada una se mue!e en orma li"re e independiente de las otras, tienen alta

entropa eso signiica que son ca#ticos sin direcci#n de mo!imiento *desorden+ sus

propiedades generales son epansi#n, diusi#n eusi#n, atm#lisis y compresi#n

-as leyes que indican este comportamiento %an desempe)ado una importanteunci#n en el desarrollo de la teora at#mica de la materia y la teora cin(tica

molecular de los gases.

&l gas ideal es aquel que se restringe a ciertas caractersticas sometidas a un

proceso restringido, no tiene uer'as de atracci#n ni repulsi#n, otra es que sus

c%oques son elsticos que signiica que no %ay p(rdida de energa.



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/. CU&R0O T&ORICO

/.1CONC&0TO

Un gas ideal es un gas %ipot(tico cuyo comportamiento de presi#n,

!olumen y temperatura se puede descri"ir completamente con laecuaci#n del gas ideal. -as mol(culas de un gas ideal no se atraen o se

repelen entre s, y su !olumen es insigniicante en comparaci#n con el

!olumen del recipiente que lo contiene. 2unque en la naturale'a no

eiste un gas ideal, las discrepancias en el comportamiento de los gases

reales en mrgenes ra'ona"les de temperatura y presi#n no alteran

sustancialmente los clculos. 0or tanto podemos usar con seguridad la

ecuaci#n del gas ideal para resol!er muc%os pro"lemas de gases.

/./R&-2CION&3 02R2 423&3 ID&2-&3

/./.1 -ey de 5oyle67ariottte

5oyle67ariottte anali'o la relaci#n que eiste entre la presi#n y el

!olumen de un gas a una temperatura constante, donde encontr#

una relaci#n in!ersamente proporcional de la presi#n y el

!olumen usando dos tipos de man#metros y mercurio que

lle!aron a dic%a relaci#n 0.89cte

/././ -ey de C%arles y de 4ay6-ussac



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-os primeros en la in!estigaci#n de la relaci#n de temperatura6

!olumen ueron los ranceses mencionados$ sus estudios

demostraron que a una presi#n constante, el !olumen de una

muestra de gas se epande cuando se calienta y se contrae al

enriarse.

/./.: -ey de C%arles

7uestra para una cantidad de gas a !olumen constante, la

presi#n del gas es proporcional a la temperatura 0;T9cte

/./.< -ey de 2!ogadro



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&l tra"a=o del cientico italiano 2medeo 2!ogadro complemento

los estudios de 5oyle, C%arles y 4ay6-ussac. &n 1>>1 pu"lico

una %ip#tesis en donde esta"leci# que a la misma temperatura y

presi#n, !ol?menes igual de deerentes gases contienen el mismo

n?mero de mol(culas * o tomos si el gas es monoat#mico+. De

a% que el !olumen de cualquier gas de"e ser proporcional al

n?mero de moles de mol(culas presentes, es decir 89@n, donde

n representa el numero de moles y A la constante de

proporcionalidad

/.:&CU2CION D& &3T2DO D&- 423 ID&2-

3e com"ina las tres epresiones mencionadas

-ey de 5oyle

-ey de C%arles

-ey de 2!ogadro

Com"inamos las tres epresiones a una sola ecuaci#n maestra para elcomportamiento de los gases,089nRTDonde R, la constante de proporcionalidad, se denomina constante de

los gases. &cuaci#n conocida como gas ideal. &plica la relaci#n entre

las cuatro !aria"les 0, 8, T y n.



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/.


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6 0roceso a 89cte toda la energa se emplea en

aumentar T9 G!9C!T9U

6 0roceso a 09cte el cuerpo se dilata y parte de la

energa se in!ierte en tra"a=o so"re el entorno.J Gp9CpT9U K ll

0ara s#lidos y lquidos dilataci#n es desprecia"le Cp9C!

&n gases CpLC!

Deinimos el calor especiico molar de un gas ideal con las

ecuaciones

G9nC!MT donde C! es el calor especiico molar a

!olumen constante

G9nCp MT donde Cp es el calor especiico molar a presion

constante.

4as ideal proceso a !9cte



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/.-& D& 72&R

Pulius !on mayer medico y sico alemn in!estigo una ecuaci#n dada

para gases ideales, que relaciona su capacidad calorica a presi#nconstante con su capacidad calorica a !olumen constante.

&sta ecuaci#n es aplica"le a cualquier sistema %omog(neo de

composici#n constante. 0uede simplicaicar cuando se conoce conoce

la ecuaci#n de estado de sistema #sea la relaci#n matemtica entre 0,8

y T. el caso ms sencillo es el de los gases ideales.

/.QNOCION&3 D& T&R7ODIN27IC2 &3T2DI3TIC2

8aloraci#n de Cp y C! para gases monoat#micos y diatomicos

Un gas esta compuesto por mol(culas. -a energa del gas, U, 9

energas de sus mol(culas.&n un gas ideal, se suponen las mol(culas suicientemente separadas

unas de otras. No eiste energa potencial so"re ellas. U es puramente

la &A del mo!imiento.

&n un gas 7onoat#mico

&l modelo de partculas *mol(culas+ son eseras, que pueden

mo!erse li"remente en las tres direcciones del espacio.4rados de li"ertad :



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3e estima que la energa que tiene cada mol(cula por cada grado

de li"ertad esS@T la @ es constante de 5olt'mann

-a energa de cada esera es : grados de li"ertad

& mol(cula 9 :;/@T : 4rados de li"ertad

&nerga de un gas con N mol(culas

U9N&molecula9:;/N@TNA9 nR moles y constante de gas ideal

&n unci#n de nF de moles U9:;/nRT gas ideal monoat#mico

&n un gas Diatomico

&l modelo de mol(culas son dos eseras acopladas

6 0ueden mo!erse en las : direcciones del espacio.4rados de li"ertad :

6 0ueden rotar en torno a los e=es , y *rotaci#n '

desprecia"le+4rados de li"ertad /

Total grados de li"ertad



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6 4rados de li"ertad totales 6 &nergia de cada molecula &molecula9;/@T

grados de li"ertad6 &nergia del gas con N mol(culas

U9;/N@T9;/nRT



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/.>C2-OR&3 &30&CIEICO3



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/.&CU2CION D& 0OI33ON

Esico y matemtico ranc(s que estudio el proceso adia"tico, que es

en el cual el sistema termodinmico que es el tra"a=o de un luido noIntercam"ia calor con su entorno, este proceso tam"i(n es re!ersi"le y

tiene nom"re de proceso isoentropico.

&l t(rmino adia"tico %ace reerencia a elementos que impiden la

transerencia de calor con el entorno.



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&l proceso isot(rmico se le llama al cam"io de temperatura re!ersi"le en

un sistema termodinmico, siendo dic%o cam"io de temperatura

constante en todo el sistema. -a compresi#n o epansi#n de un gas

ideal en contacto permanente con un termostato es un e=emplo de

proceso isot(rmico.

/.1 0O3ICION R&-2TI82 D& I3OT&R723 2DI252TIC23



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:. CONC-U3ION&3&n conclusi#n !i!imos en el ondo de un oc(ano de aire cuya composici#n

porcentual en !olumen es aproimadamente Q> constituido por !arios

gases !itales, y a tra!(s de la gran cantidad de esta se !ol!i# un tema muy

importante por los eectos per=udicial de la contaminaci#n am"iental.


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