Al comprimir un gas se inician cambios en sus caracter铆sticas. Debido a que lo est谩 comprimiendo, el volumen de espacio que ocupa el gas disminuye, pero sucede mucho m谩s que esto solo. La compresi贸n tambi茅n cambia la temperatura y la presi贸n del gas, dependiendo de los aspectos espec铆ficos de la situaci贸n. puede comprender los cambios que se producen con una ley importante en f铆sica llamada ley del gas ideal. esta ley simplifica un poco el proceso de la vida real, pero es 煤til en una amplia gama de situaciones.
la ley del gas ideal explicada
La ley del gas ideal explica qu茅 sucede con un modelo simplificado de un gas en una variedad de situaciones. los f铆sicos llaman a un gas "ideal" cuando las mol茅culas que lo componen no interact煤an m谩s all谩 de rebotar unas contra otras como peque帽as bolas. esto no captura la imagen precisa, pero para la mayor铆a de las situaciones que encuentra, la ley hace buenas predicciones independientemente. La ley del gas ideal simplifica una situaci贸n complicada, por lo que es f谩cil hacer predicciones sobre lo que suceder谩.
La ley del gas ideal relaciona la temperatura ( t ), el n煤mero de moles del gas ( n ), el volumen del gas ( v ) y la presi贸n del gas ( p ) entre s铆, utilizando una constante llamada universal. Constante de gas ( r = 8.3145 j / mol k). la ley establece:
pv = nrt
tl; dr (demasiado largo; no le铆)
para usar esta ley, indicas las temperaturas en grados kelvin, lo cual es f谩cil porque 0 grados c es 273 k, y agregar un grado extra solo aumenta la temperatura en grados kelvin. kelvin es como celsius, excepto que -273 grados c es el punto de inicio de 0 k.
Tambi茅n necesita expresar la cantidad de gas en moles. estos se usan com煤nmente en qu铆mica, y un mol es la masa at贸mica relativa de la mol茅cula de gas pero en gramos.
comprimiendo un gas ideal
Al comprimir algo, se reduce su volumen, de modo que al comprimir un gas, su volumen disminuye. reorganizar la ley del gas ideal muestra c贸mo esto afecta otras caracter铆sticas del gas:
v = nrt / p
esta ecuaci贸n es siempre cierta. Si comprime un n煤mero fijo de moles de gas y lo hace en un proceso isot茅rmico (uno que permanece a la misma temperatura), la presi贸n debe aumentar para tener en cuenta el menor volumen a la izquierda de la ecuaci贸n. De manera similar, cuando enfr铆a un gas (reduce t ) a una presi贸n fija, su volumen disminuye, se comprime.
Si comprime un gas sin limitar la temperatura o la presi贸n, la relaci贸n de temperatura a presi贸n debe disminuir. Si alguna vez te piden que resuelvas algo como esto, es probable que te den m谩s informaci贸n para facilitar el proceso.
Cambiando la presi贸n de un gas ideal.
La ley del gas ideal revela lo que sucede cuando cambia la presi贸n de un gas ideal de la misma manera que lo hizo la ley para el volumen. sin embargo, el uso de un enfoque diferente muestra c贸mo se puede usar la ley del gas ideal para encontrar cantidades desconocidas. reorganizar la ley da:
pv / t = nr
aqu铆, r es una constante y si la cantidad de gas permanece igual, tambi茅n lo es n . Usando sub铆ndices, usted etiqueta la presi贸n inicial, el volumen y la temperatura i y los finales f . cuando finaliza el proceso, la nueva presi贸n, el volumen y la temperatura a煤n est谩n relacionados como se indic贸 anteriormente. para que puedas escribir:
p i v i / t i = nr = p f v f / t f
esto significa:
p i v i / t i = p f v f / t f
Esta relaci贸n es 煤til en muchas situaciones. Si est谩 cambiando la presi贸n pero con un volumen fijo, entonces v i y v f son iguales, por lo que se cancelan, y queda con:
p i / t i = p f / t f
lo que significa:
p f / p i = t f / t i
por lo tanto, si la presi贸n final es dos veces m谩s grande que la presi贸n inicial, la temperatura final tambi茅n debe ser el doble que la temperatura inicial. Aumentar la presi贸n aumenta la temperatura del gas.
Si mantienes la temperatura igual pero aumentas la presi贸n, las temperaturas se cancelan y te quedas con:
p i v i = p f v f
que puedes reordenar
p i / p f = v f / v i
Esto muestra c贸mo el cambio de presi贸n afecta a una cierta cantidad de gas en un proceso isot茅rmico sin restricciones de volumen. si aumenta la presi贸n, el volumen disminuye, y si disminuye la presi贸n, el volumen aumenta.