2.2. Lleis dels gasos

Al segle XVIII, diversos científics van estudiar el comportament dels gasos analitzant la pressió, el volum i la temperatura. Com a resultat d’aquestes experiències van establir les lleis dels gasos.

boyle-mariotteLlei de Boyle-Mariotte

La llei de Boyle, rep el seu nom del naturista irlandès Robert Boyle (1627-1691) que la descobrí el 1662. El físic francès Edme Mariotte (1620-1684) la descobrí de manera independent el 1676, i per tant a vegades s’anomena llei de Boyle-Mariotte o llei de Mariotte. La llei anuncia que, per als gasos ideals, si la temperatura (T) és constant, pressió (P) i volum (V) són inversament proporcionals. Matemàticament s’expressaria:

Formula que describe la ley de Boyle

on k seria constant si la temperatura i la massa del gas romanen constants.

Si augmenta la pressió, el volum disminueix, i si la pressió disminueix, el volum augmenta. Així, no és necessari conèixer el valor exacte de la constant k a l’utilitzar la llei. És per això que s’acostuma a enunciar:

Ley de Boyle con variación de presión o volumen

La pressió hem expressar-la en atmosferes (atm), mil · límetres de mercuri (mmHg) o pascals (Pa). Recorda: 1 atm = 760 mmHg = 101325 Pa. El volum, normalment, s’expressa en litres.

charles_jacques_alexandre_cesar_1746-1823Llei de Charles

La Llei de Charles és una de les lleis dels gasos. Afirma que a una pressió constant, el volum d’una massa coneguda de gas augmenta o disminueix amb la mateixa proporció en la que la seva temperatura (en kèlvins) augmenta o disminueix.  La fórmula per la llei és:

Ley de Charles para presión constante

és a dir, el Volum d’un gas (Litres), partit per Temperatura (Kelvins) és constant.

Per a mantenir la constant, k, durant l’escalfament d’un gas a una pressió fixa, el volum ha d’augmentar. Seguint la mateixa regla, refredar el gas en disminueix el volum. El valor exacte de la constant no ha de ser conegut per a fer servir la llei en una comparació entre dos volums d’un gas a la mateixa pressió:

Ley de Charles para volumen o temperatura variable

gay-lussacLlei de Gay-Lussac

Estableix que la pressió d’un volum fix d’un gas, és directament proporcional a la seva temperatura.

Ley de gay_Lussac para volumen constante

Si el volum d’una certa quantitat de gas a pressió moderada es manté constant, el quocient entre pressió i temperatura (Kelvin) roman constant:

Per a una certa quantitat de gas, en augmentar la temperatura les molècules del gas, es mouen més ràpidament i per tant augmenta el nombre de xocs contra les parets per unitat de temps, és a dir, augmenta la pressió ja que el recipient és de parets fixes i el seu volum no pot canviar. Gay-Lussac va descobrir que, en qualsevol moment del procés, el quocient entre la pressió i la temperatura absoluta tenia un valor constant.

Suposem que tenim un gas que es troba a una pressió P1 i a una temperaturaT1 al començament de l’experiment. Si variem la temperatura fins a un nou valor T2, llavors la pressió canviarà a P2, i es complirà:

Ley de Gay-Lussac para presión o temperatura variable

Llei Combinada dels Gasos

Si combinam les tres lleis que hem vist abans, surgeix una nova relació on només la quantitat de gas (mols) és constant:

ley combinada de los gases para presión, volumen y temperatura variable

Llei dels Gasos Ideals

Quan la quantitat de gas (en mols) deixa de ser constant, es parla de “n” mols del gas, obtenint una relació:

Imagen que muestra la Ley de los gases ideales On P és la pressió, V el volum, n la quantitat de gas en mols, R la constant universal dels gasos ideals i T la temperatura.

  • Val a dir, que quan n és 1, la temperatura és 273K i la pressió és 1 atm, el volum ocupat per cada mol és de 22,4 litres.
  • També quan P és 1 atm, V és 22,4 L i T és 273K, R és igual a 0,0821 L · atm / K  · mol.
Anuncis

One thought on “2.2. Lleis dels gasos

Deixa un comentari

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

Esteu comentant fent servir el compte WordPress.com. Log Out / Canvia )

Twitter picture

Esteu comentant fent servir el compte Twitter. Log Out / Canvia )

Facebook photo

Esteu comentant fent servir el compte Facebook. Log Out / Canvia )

Google+ photo

Esteu comentant fent servir el compte Google+. Log Out / Canvia )

Connecting to %s