Propiedades de los gases: Volumen, presión y temperatura

Propiedades de los gases

Los gases tienen propiedades específicas que los sólidos y los líquidos no tienen.

La teoría cinética demuestra que:

Los gases ocupan todo el volumen disponible.
Los gases ejercen presión al chocar con el recipiente.
A mayor temperatura, mayor velocidad de sus partículas.

Estas magnitudes están relacionadas e influyen entre sí. Un gas está en un estado determinado cuando sus variables ( $p$ , $V$ y $T$ ) tienen valores concretos.

El volumen disminuye al aumentar la presión

Los gases se comprimen cuando se les aplica una presión. La ley de Boyle-Mariotte anuncia que:

"Para la misma masa de gas a temperatura constante, cuando la presión aumenta el volumen disminuye y viceversa".

$p_1\cdot V_1=p_2\cdot V_2$

El volumen aumenta con la temperatura

Cuando aumenta la temperatura el gas se dilate, si se enfría se contrae. La ley de Charles explica que:

"Para la misma masa de gas a presión constante, cuando la temperatura aumenta, el volumen también lo hace y viceversa".

$\cfrac{V_1}{T_1}=\cfrac{V_2}{T_2}$

La presión aumenta con la temperatura

Al aumentar la temperatura, las partículas se mueven más rápido y chocan con las paredes del recipiente con más energía, lo que aumenta la presión. La ley de Gay-Lussac establece que:

"Para la misma masa de gas a volumen invariable, cuando la temperatura aumenta la presión también lo hace y viceversa".

$\cfrac{p_1}{T_1}=\cfrac{p_2}{T_2}$

Ejemplo

Un gas ocupa $\rm 5\ L$  a $\rm 300\ K$ . ¿Cuánto ocupa si se calienta hasta $\rm 350\ K$ ?

Datos	Planteamiento
$\rm V_1=5\ L; T_1=300\ K$	Se asume que la presión no varía y se aplica la 1ª ley de Charles y Gay-Lussac.
$\rm T_2=350\ K$	$\rm \cfrac{5\ L}{300\ K}=\cfrac{V_2}{350\ K}\implies V_2=\cfrac{5\ L\cdot 350\ K}{300\ K}=\underline{5,83\ L}$

Solución:

$\underline{\text{El gas ocupará 5,83\ L.}}$ 