2.S: Gases (Resumen)
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Objetivos de aprendizaje
Después de dominar el material cubierto en este capítulo, uno podrá:
- Comprender las relaciones demostradas por y realizar cálculos utilizando las leyes empíricas del gas (Ley de Boyle, Ley de Carlos, Ley de Gay-Lussac y Ley de Avogadro, así como la ley de gas combinado).
- Entender y ser capaz de utilizar la ley de gas ideal en aplicaciones importantes en química.
- Indicar los postulados de la Teoría Cinética Molecular de los gases.
- Utilizar las distribuciones Maxwell y Maxwell-Boltzmann para describir la relación entre la temperatura y la distribución de velocidades moleculares.
- Derivar una expresión de presión basada en las predicciones de la teoría molecular cinética para las colisiones de moléculas de gas con las paredes de un contenedor.
- Derivar y utilizar una expresión para la frecuencia con la que las moléculas en una muestra de gas colisionan con otras moléculas.
- Derivar y utilizar una expresión para la trayectoria media libre de moléculas basada en la temperatura, la presión y la sección transversal colisional.
- Explique cómo los modelos de van der Waals (y otros) permiten desviaciones del comportamiento ideal de las muestras de gas.
- Derivar una expresión para la temperatura de Boyle e interpretar los resultados basados en cómo el comportamiento de un gas se acerca al de un gas ideal.
- Explicar y utilizar el Principio de los Estados Correspondientes.
Vocabulario y conceptos
- promedio
- Temperatura de Boyle
- sección transversal colisional
- factor de compresión
- punto crítico
- temperatura crítica
- difusión
- derrame
- empírico
- leyes empíricas del gas
- frecuencia de colisiones
- frecuencia de colisiones con la pared
- constante de ley de gas
- ley de gas ideal
- potencial intermolecular
- isoterma
- Teoría molecular cinética
- Celda Knudsen
- Potencial de Leonard-Jones
- probabilidad máxima
- Distribución de Maxwell
- Distribución Maxwell-Boltzmann
- camino libre medio
- constante de normalización
- densidad numérica
- principio de estados correspondientes
- variables reducidas
- raíz-cuadrado-medio
- Segundo coeficiente de virio
- Expansión de la serie Taylor
- Ecuación de van der Waals
- Ecuación Virial
Referencias
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- Dieterici, C. (1899). Ann. Phys. Chem., 69, 685.
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- Hunter, M. (2004). Robert Boyle (1627 - 91). Recuperado el 10 de marzo del 2016, de The Robert Boyle Project: http://www.bbk.ac.uk/boyle/
- Johannes Diderik van der Waals - Biográfico. (2014). Recuperado el 12 de marzo del 2016, de NobelPrize.org: http://www.nobelprize.org/nobel_priz...waals-bio.html
- Maxwell, J. C. (1860). Ilustraciones de la teoría dinámica de los gases. Parte 1. Sobre los movimientos y colisiones de esferas perfectamente elásticas. Phil. Mag., XIX, 19-32.
- Maxwell, J. C. (1873). Moléculas. Naturaleza, 417, 903-915. doi:10.1038/417903a
- Redlich, O., & Kwong, J. N. (1949). Sobre la termodinámica de las soluciones. V. Una Ecuación de Estado. Fugacidades de Soluciones Gaseosas. Reseñas Químicas, 44 (1), 233-244.
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- van der Waals, J. D. (1967). La ecuación de estado para gases y líquidos. Conferencias Nobel de Física 1901 - 1921, 254-265.