La Ley de Gas Ideal es una de las Ecuaciones de Estado. Aunque la ley describe el comportamiento de un gas ideal, la ecuación es aplicable a los gases reales en muchas condiciones, por lo que es una ecuación útil para aprender a usar. La Ley de Gas Ideal puede expresarse como:
PV = NkT
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donde:
& lt; br & gt ;
P = presión absoluta en atmósferas
& lt; br & gt ;
V = volumen (generalmente en litros)
& lt; br & gt ;
n = número de partículas de gas
& lt; br & gt ;
k = Boltzmann & amp; apos; s constante (1.38 & amp; # xB7; 10 & amp; # x2212; 23 J & amp; # xB7; K & amp; # x2212; 1)
& lt; br & gt ;
T = temperatura en Kelvin & lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
La Ley de Gas Ideal puede expresarse en unidades SI donde la presión está en pascales, el volumen está en metros cúbicos, N se convierte en n y se expresa como moles, y k se reemplaza por R, la Constante de Gas (8.314 J & amp; # xB7; K & amp; # x2212; 1 & amp; # x2212; 1): (t
PV = nRT
Gases ideales versus gases reales
La Ley de Gas Ideal se aplica a los gases ideales. Un gas ideal contiene moléculas de un tamaño insignificante que tienen una energía cinética molar promedio que depende solo de la temperatura. Las fuerzas intermoleculares y el tamaño molecular no son considerados por la Ley de Gas Ideal. La Ley de Gas Ideal se aplica mejor a los gases monoatómicos a baja presión y alta temperatura. La presión más baja es mejor porque la distancia promedio entre moléculas es mucho mayor que el tamaño molecular. Aumentar la temperatura ayuda debido a que aumenta la energía cinética de las moléculas, lo que hace que el efecto de la atracción intermolecular sea menos significativo.
Derivación de la Ley de Gas Ideal
Hay un par de formas diferentes de derivar el Ideal como Ley. Una manera simple de entender la ley es verla como una combinación de la Ley de Avogadro & amp; apos; s y la Ley de Gas Combinado. La Ley de Gas Combinado puede expresarse como:
PV / T = C
donde C es una constante que es directamente proporcional a la cantidad de gas o número de moles de gas, n. Esta es la Ley de Avogadro & amp; apos; s:
C = nR
donde R es la constante de gas universal o el factor de proporcionalidad. Combinando las leyes:
PV / T = nR
& lt; br & gt ;
Multiplicando ambos lados por rendimientos T :
& lt; br & gt ;
PV = nRT & lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
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& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
Ecuación ideal de gas para procesos termodinámicos
Proceso & lt; br & gt ;
(Constante) & lt; / br & gt;
Conocido & lt; br & gt ;
Relación & lt; / br & gt;
P2
V2
T2
Isobárico
& lt; br & gt ;
(P) & lt; / br & gt ;
V2 / V1
& lt; br & gt ;
T2 / T1
& lt; / br & gt ;
P2 = P1
& lt; br & gt ;
P2 = P1
& lt; / br & gt ;
V2 = V1 (V2 / V1)
& lt; br & gt ;
V2 = V1 (T2 / T1) & lt; / br & gt ;
T2 = T1 (V2 / V1)
& lt; br & gt ;
T2 = T1 (T2 / T1) & lt; / br & gt ;
Isocórico
& lt; br & gt ;
(V) & lt; / br & gt ;
P2 / P1
& lt; br & gt ;
T2 / T1
& lt; / br & gt ;
P2 = P1 (P2 / P1)
& lt; br & gt ;
P2 = P1 (T2 / T1) & lt; / br & gt ;
V2 = V1
& lt; br & gt ;
V2 = V1
& lt; / br & gt ;
T2 = T1 (P2 / P1)
& lt; br & gt ;
T2 = T1 (T2 / T1) & lt; / br & gt ;
Isotérmico
& lt; br & gt ;
(T) & lt; / br & gt ;
P2 / P1
& lt; br & gt ;
V2 / V1
& lt; / br & gt ;
P2 = P1 (P2 / P1)
& lt; br & gt ;
P2 = P1 / (V2 / V1) & lt; / br & gt ;
V2 = V1 / (P2 / P1)
& lt; br & gt ;
V2 = V1 (V2 / V1) & lt; / br & gt ;
T2 = T1
& lt; br & gt ;
T2 = T1
& lt; / br & gt ;
isoentrópico
& lt; br & gt ;
reversible
& lt; br & gt ;
adiabático
& lt; br & gt ;
(entropía) & lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
P2 / P1
& lt; br & gt ;
V2 / V1
& lt; br & gt ;
T2 / T1
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
P2 = P1 (P2 / P1)
& lt; br & gt ;
P2 = P1 (V2 / V1) & amp; # x2212; & amp; # x3B3 ;
& lt; br & gt ;
P2 = P1 (T2 / T1) & amp; # x3B3; /(& amp; # x3B3; & amp; # x2212; 1)
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
V2 = V1 (P2 / P1) (& amp; # x2212; 1 / & amp; # x3B3;)
& lt; br & gt ;
V2 = V1 (V2 / V1)
& lt; br & gt ;
V2 = V1 (T2 / T1) 1 / (1 & amp; # x2212; & amp; # x3B3;)
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
T2 = T1 (P2 / P1) (1 & amp; # x2212; 1 / & amp; # x3B3;)
& lt; br & gt ;
T2 = T1 (V2 / V1) (1 & amp; # x2212; & amp; # x3B3;)
& lt; br & gt ;
T2 = T1 (T2 / T1) & lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
politrópico
& lt; br & gt ;
(PVn) & lt; / br & gt ;
P2 / P1
& lt; br & gt ;
V2 / V1
& lt; br & gt ;
T2 / T1
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
P2 = P1 (P2 / P1)
& lt; br & gt ;
P2 = P1 (V2 / V1) & amp; # x2212; n
& lt; br & gt ;
P2 = P1 (T2 / T1) n / (n & amp; # x2212; 1)
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
V2 = V1 (P2 / P1) (-1 / n)
& lt; br & gt ;
V2 = V1 (V2 / V1)
& lt; br & gt ;
V2 = V1 (T2 / T1) 1 / (1 & amp; # x2212; n)
& lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
T2 = T1 (P2 / P1) (1 – 1 / n)
& lt; br & gt ;
T2 = T1 (V2 / V1) (1 & amp; # x2212; n)
& lt; br & gt ;
T2 = T1 (T2 / T1) & lt; / br & gt ;
& lt; / br & gt ;
& amp; # x203A; Ciencias
