16: Las propiedades de los gases

Última actualización
Guardar como PDF

Page ID: 79992

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

16.1: Todos los gases diluidos se comportan idealmente
Los gases se comportan de acuerdo con la ley de gas ideal cuando se pueden ignorar las interacciones entre las moléculas de gas y el contenedor, así como el tamaño de las partículas. A bajas presiones y altas temperaturas ya que el gas ocupa un gran volumen, el volumen ocupado por los constituyentes del gas se vuelve aún más insignificante en comparación. Así, los gases reales se acercan al comportamiento ideal a bajas\(P\) y altas\(T\).
16.2: Ecuaciones de Estado de van der Waals y Redlich-Kwong
La Ecuación de Estado de van der Waals es una ecuación que relaciona la densidad de gases y líquidos con las condiciones de presión, volumen y temperatura. La ecuación de estado de Redlich—Kwong es una ecuación empírica algebraica que relaciona la temperatura, la presión y el volumen de gases. Generalmente es más precisa que la ecuación de van der Waals y la ecuación de gas ideal a temperaturas por encima de la temperatura crítica.
16.3: Una ecuación cúbica de estado
Las ecuaciones cúbicas de estado se llaman tales porque pueden ser reescritas como una función cúbica del volumen molar. La ecuación de estado de Van der Waals es la más conocida de las ecuaciones cúbicas de estado, pero se han desarrollado muchas otras.
16.4: La Ley de los Estados Correspondientes
Una suposición adicional sobre los gases reales hechos por van der Waals fue que todos los gases en los estados correspondientes deberían comportarse de manera similar. El estado correspondiente que van der Waals elige usar se denomina estado reducido, el cual se basa en la desviación de las condiciones de una sustancia de sus propias condiciones críticas.
16.5: El segundo coeficiente virial
Debido a que la ley de gas perfecta es una descripción imperfecta de un gas real, podemos combinar la ley de gas perfecta y los factores de compresibilidad de los gases reales para desarrollar una Ecuación que describa las isotermas de un gas real. Esta Ecuación se conoce como la Ecuación virial de estado, que expresa la desviación de la idealidad en términos de una serie de poder en la densidad. El segundo coeficiente virial describe la contribución del potencial por pares a la presión del gas.
16.6: El término repulsivo en el potencial de Lennard-Jones
Propuesto por Sir John Edward Lennard-Jones, el potencial de Lennard-Jones describe la energía potencial de interacción entre dos átomos o moléculas que no se unen en función de su distancia de separación. La ecuación potencial explica la diferencia entre las fuerzas atractivas (dipolo-dipolo, dipolo inducido por dipolo y las interacciones de Londres) y las fuerzas repulsivas.
16.7: Constantes de Van der Waals en términos de parámetros moleculares
La ecuación de estado de van der Waals asume el modelo de esfera dura a distancias cercanas y débiles atracciones intermoleculares a distancias mayores. Estos están representados por los coeficientes de van der Waals\(a\) para las atracciones intermoleculares y\(b\) para el volumen finito de partículas (modelo de esfera dura).
16.E: Las Propiedades de los Gases (Ejercicios)
Estos son ejercicios de tarea para acompañar el Capítulo 16 de McQuarrie y Simon's “Physical Chemistry: A Molecular Approach” Textmap.

Miniaturas: Movimiento de moléculas de gas. (CC BY-SA 3.0; Greg L vía Wikipedia)