tsq1 Características de los gases

Todos los gases están formados por moléculas. Algunos están formados por moléculas diatómicas como en el caso del hidrógeno (H2) en donde están unidos dos átomos iguales o pueden estar formados por un grupo de átomos, como en el gas amoniaco (NH3). Los gases presentan ciertas propiedades como difusión, compresión, expansión y densidad.

La difusión es una propiedad en donde los gases se mezclan completamente y de manera uniforme. Se produce al invadir el espacio ocupado de un gas por las partículas de otro que están repartidas por todo el volumen de un recipiente a través de agitación. La difusión siempre procede de una región de mayor concentración a otra menos concentrada y lleva un tiempo relativamente grande para complementarse.

Por ejemplo, una botella con gasolina se abre en un extremo de la mesa del laboratorio, pasa un determinado tiempo para que pueda olerlo una persona en el otro extremo de la mesa. Esto es porque las moléculas experimentan numerosas colisiones mientras se desplazan hasta el otro extremo de la mesa.

La difusión de los gases no siempre sucede en forma instantánea. Es en forma gradual y un gas más ligero se difunde más rápido que uno más pesado a través de un espacio determinado.

La compresión nos indica que los gases son fáciles de comprimir porque sus moléculas están separadas y se pueden compactar bajo condiciones de presión y temperatura normales.

Si a un recipiente le agregamos una cierta cantidad de gas, ocupará todo el espacio del recipiente. Al utilizar un émbolo de recipiente y hacemos presión sobre la masa de gas (aumentando la presión), observaremos que podemos reducir el volumen que ocupaba originalmente.

La compresión es uno de los cuatro tiempos en los motores de combustión interna en donde comprime la mezcla de combustible y aire.

La expansión nos indica que un gas se expande hasta ocupar el volumen total del recipiente. Se puede aumentar la medida que el recipiente lo permita, el volumen que ocupa el gas, disminuyendo la presión sobre la masa de gas.

En un motor de combustión interna existen cuatro tiempos: admisión, compresión, ignición y escape. En la admisión el volumen aumenta y la mezcla de gas combustible se expande y llenan el volumen de la cámara.

O por ejemplo al expedirse el agradable olor que despide un pan horneándose en la cocina.

La densidad en los gases, es una relación entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros. Se da en g/L.

En el estado gaseoso, las moléculas son libres de circular en cualquier dirección, extendiéndose en largas distancias. Si aumenta la temperatura, la cantidad de movimiento de las moléculas individuales aumenta. Los gases se expanden para llenar sus contenedores y tienen una densidad baja y pueden ser fácilmente comprimidos y así como tener una forma indefinida. Los gases presentan ciertas propiedades medibles como: el volumen, la temperatura, la presión y moles.

El volumen en donde unidad básica es el m³, otras unidades más pequeñas son el cm³ que equivale a ml y el dm3 equivalente a litro.
1cm3 = 1ml
1dm3 = 1 lt

La temperatura es una magnitud física que refleja la cantidad de calor, ya sea de un cuerpo, en este caso gas. Dicha magnitud está vinculada a la noción de frío (menor temperatura) y caliente (mayor temperatura).

Se utiliza la escala Kelvin para determinar la temperatura absoluta y sus equivalentes son:
°K = °C + 273.15

°F = 1.8 °C + 32

°C = (°F -32) / 1.8

En la escala Celsius se basa en asignar el punto de congelación a 0 °C al punto de congelación y 100 °C al punto de ebullición. En la escala Kelvin se basa en asignar al punto de congelación a los 273.15 °C.

La presión se define como la fuerza F que actúa sobre un área dada A. P= F/A. Por ejemplo: un gas dentro de un globo que ejerce una presión sobre cualquier superficie interna del mismo.

La unidad de presión en el SI es el Pascal. El kilopascal (kPa) es una unidad de presión que equivale a 1 000 pascales. El hectopascal (hPa) es una unidad de presión que equivale a 100 pascales.

Equivalencias: Unidades básicas del SI

1Pa = kg/m s2

Unidades derivadas básicas del SI
1Pa= 1N/m 2

1Pa = J/m 3

1 atmósfera = 101324.9966 pascales
1 atmósfera = 101KPa
1 atmósfera = 760 mmHg = 760 Torr (Torricelli )
1 atmósfera = 14.7 libra/pulgada 2
1 pascal = 0,000145 psi (libra/pulgada 2)
1 psi (libra/pulgada 2 ) = 6894,75 pascales = 6,895 kPa

En cualquier localidad la presión atmosférica real depende de la altitud y condiciones climatológicas. La medición de la presión atmosférica es a través de un barómetro de mercurio de Torricelli.

Los moles (n) expresan la cantidad de materia. n= m/pm Donde n es número de moles, m es masa (gr) y pm es peso molecular (gr/mol)

Se define el estado o condición de un gas, se hace en base a las variables de temperatura, presión, volumen y moles. Las ecuaciones que expresan las relaciones de estas variables se conocen como leyes de los gases.

Un gas ideal es un conjunto de moléculas bastante alejadas unas de otras, de manera que las interacciones entre ellas son despreciables; es decir, la energía potencial es cero. Por ejemplo el hidrógeno y en los gases nobles. El comportamiento de gas ideal se tiene a bajas presiones es decir en el límite de densidad cero.

Un gas real es considerado a elevadas presiones y bajas temperaturas, es decir, con valores de densidad bastante grandes.

Algunos ejemplos de gases reales son: Helio para los globos de feria, globo aerostático. El CO2 o anhídrido carbónico impulsa la cerveza en los grifos y da el gas a las bebidas gaseosas. El Acetileno al soldar. El Butano, propano y otros para las cocinas y calefacciones. El freo 12 en los refrigeradores.

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