ley de Boyle , Lussac y Charles

Relación entre la presión y el volumen de un gas cuando la temperatura es constante

Fue descubierta por Robert Boyle en 1662. Edme Mariotte también llegó a la misma conclusión que Boyle, pero no publicó sus trabajos hasta 1676. Esta es la razón por la que en muchos libros encontramos esta ley con el nombre de Ley de Boyle y Mariotte.

LEY DE BOYLE 

El volumen es inversamente proporcional a la presión: •Si la presión aumenta, el volumen disminuye. •Si la presión disminuye, el volumen aumenta.

(600.0 mmHg) (4.0 L) =(800.0 mmHg) (V₂)

Establece la relación entre la temperatura y la presión de un gas cuando el volumen es constante.

970 mmHg		760 mmHg
------------	=	------------
298 K		T2

2.5L		V2
-----	=	-----
298 K		283 K

Establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen del recipiente, cuando la temperatura es constante.

¿Por qué ocurre esto?

Al aumentar el volumen, las partículas (átomos o moléculas) del gas tardan más en llegar a las paredes del recipiente y por lo tanto chocan menos veces por unidad de tiempo contra ellas. Esto significa que la presión será menor ya que ésta representa la frecuencia de choques del gas contra las paredes.

Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es menor y por tanto se producen más choques en cada unidad de tiempo: aumenta la presión.

Lo que Boyle descubrió es que si la cantidad de gas y la temperatura permanecen constantes, el producto de la presión por el volumen siempre tiene el mismo valor.

Como hemos visto, la expresión matemática de esta ley es:

(el producto de la presión por el volumen es constante)

Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V₁ que se encuentra a una presión P₁ al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V₂, entonces la presión cambiará a P₂, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Boyle.

Ejemplo:

4.0 L de un gas están a 600.0 mmHg de presión. ¿Cuál será su nuevo volumen si aumentamos la presión hasta 800.0 mmHg?

Solución: Sustituimos los valores en la ecuación P₁V₁ = P₂V₂.

Si despejas V₂ obtendrás un valor para el nuevo volumen de 3L.

LEY DE GAY LUSSAC

La presión del gas es directamente proporcional a su temperatura: •Si aumentamos la temperatura, aumentará la presión. •Si disminuimos la temperatura, disminuirá la presión.

Relación entre la presión y la temperatura de un gas cuando el volumen es constante

Fue enunciada por Joseph Louis Gay-Lussac a principios de 1800.

¿Por qué ocurre esto?

Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.

Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:

(el cociente entre la presión y la temperatura es constante)

Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P₁ y a una temperatura T₁ al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T₂, entonces la presión cambiará a P₂, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.

Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta. Al igual que en la ley de Charles, las temperaturas han de expresarse en Kelvin.

Ejemplo:

Cierto volumen de un gas se encuentra a una presión de 970 mmHg cuando su temperatura es de 25.0°C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea 760 mmHg?

Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T₁ = (25 + 273) K= 298 K

Ahora sustituimos los datos en la ecuación:

Si despejas T₂ obtendrás que la nueva temperatura deberá ser 233.5 K o lo que es lo mismo -39.5 °C.

LEY DE CHARLES

El volumen es directamente proporcional a la temperatura del gas: •Si la temperatura aumenta, el volumen del gas aumenta. •Si la temperatura del gas disminuye, el volumen disminuye.

Relación entre la temperatura y el volumen de un gas cuando la presión es constante

En 1787, Jack Charles estudió por primera vez la relación entre el volumen y la temperatura de una muestra de gas a presión constante y observó que cuando se aumentaba la temperatura el volumen del gas también aumentaba y que al enfriar el volumen disminuía.

¿Por qué ocurre esto?

Cuando aumentamos la temperatura del gas las moléculas se mueven con más rapidez y tardan menos tiempo en alcanzar las paredes del recipiente. Esto quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo será mayor. Es decir se producirá un aumento (por un instante) de la presión en el interior del recipiente y aumentará el volumen (el émbolo se desplazará hacia arriba hasta que la presión se iguale con la exterior).

Lo que Charles descubrió es que si la cantidad de gas y la presión permanecen constantes, el cociente entre el volumen y la temperatura siempre tiene el mismo valor.

Matemáticamente podemos expresarlo así:

(el cociente entre el volumen y la temperatura es constante)

Supongamos que tenemos un cierto volumen de gas V₁ que se encuentra a una temperatura T₁ al comienzo del experimento. Si variamos el volumen de gas hasta un nuevo valor V₂, entonces la temperatura cambiará a T₂, y se cumplirá:

que es otra manera de expresar la ley de Charles.

Esta ley se descubre casi ciento cuarenta años después de la de Boyle debido a que cuando Charles la enunció se encontró con el inconveniente de tener que relacionar el volumen con la temperatura Celsius ya que aún no existía la escala absoluta de temperatura.

Ejemplo:

Un gas tiene un volumen de 2.5 L a 25 °C. ¿Cuál será su nuevo volumen si bajamos la temperatura a 10 °C?

Recuerda que en estos ejercicios siempre hay que usar la escala Kelvin.

Solución: Primero expresamos la temperatura en kelvin:

T₁ = (25 + 273) K= 298 K

T₂ = (10 + 273 ) K= 283 K

Ahora sustituimos los datos en la ecuación:

Si despejas V₂ obtendrás un valor para el nuevo volumen de 2.37 L.

http://www.educaplus.org/gases/ley_charles.html

De solido a liquido

video
http://www.youtube.com/watch?v=TQfxK5dIFwY

                  
                   Por definición :
el calor latente de fusión de una sustancia es la cantidad de calor que se requiere esta para cambiar.
1gm. de sodio a 1 gm de liquido sin variar su temperatura.
El Estado Líquido:
1. Características Generales:
Además de esto, los líquidos presentan características que los colocan entre el estado gaseoso completamente caótico y desordenado, y por otra parte al estado sólido de un liquido (congelado) se le llama ordenado. Por lo tanto podemos mencionar los tres estados del agua (liquido universal), sólido, gaseoso y liquido.
De lo cual concluimos a las siguientes características:

Tienen volumen  constante.
Son incomprensibles.
Tienen fuerte fricción interna que se conoce con el nombre de viscosidad 
2.densidad y Peso Específico:
densidad.- la densidad de una muestra se define como la masa de unidad de volumen. La densidad se puede emplear para distinguir entre dos sustancias. Se suele expresarse en g/cm3 o g/ml.
densidad = mas
Volumen
Un líquido está formado por moléculas que están en movimiento constante y desordenado, y cada una de ellas choca miles de millones de veces en un lapso muy pequeño. Pero, las intensas fuerzas de atracción entre cada molécula, o enlaces de hidrogeno llamados dipolo-dipolo, eluden el movimiento libre, además de producir una cercanía menor que en la que existe en un gas entre sus moléculas.

Sustancia	Densidad en kg/m3	Densidad en g/c.c.
Agua	1000	1
Aceite	920	0,92
Gasolina	680	0,68
Plomo	11300	11,3
Acero	7800	7,8
Mercurio	13600	13,6
Madera	900	0,9
Aire	1,3	0,0013
Butano	2,6	0,026
Dióxido de carbono	1,8	0,018

. Presión de Vapor:

La presión parcial de las moléculas de vapor por encima de la superficie de un líquido es la presión de vapor, lo cual se debe a los impactos de sus moléculas contra las superficies que confinan al gas y como la superficie del líquido constituye una de las paredes que limitan al vapor, habrá también una serie continua de impactos contra esta superficie por las moléculas en estado gaseoso.

La función de los vasos comunicantes es nivelar las diferencias de nivel del líquido entre los dos sistemas en contacto. De igual forma ocurre con la presencia de un flujo calorífico, originado por una diferencia de temperaturas entre dos puntos. En este caso, el flujo de calor ocurre del punto donde la temperatura es mayor a donde la temperatura es menor.

xhttp://www.monografias.com/trabajos28/liquido-solido/liquido-solido.shtml

Liquido a vapor

El calor latente de vaporización de una sustancia  es la cantidad de calor que requiere cambiar magma de liquido  en ebullición a magma de vapor, manteniendo constante su temperatura.

esto se ´puede explicar asi .

Si un recipiente cerrado, en el que previamente se ha hecho vacío, se llena parcialmente con una sustancia líquida A, ésta se evaporará parcialmente, (si está en cantidad suficiente para que el proceso no sea total), de modo que se alcanzará finalmente un estado de equilibrio en el que la presión reinante en el recipiente es la presión de vapor de la sustancia a la temperatura considerada, . Existen tablas en las que se pueden encontrar directamente las presiones de vapor de sustancias puras a diversas temperaturas. También puede estimarse mediante fórmulas empíricas, como la de Antoine: , estando tabulados los coeficientes A, B, y C para muchas sustancias.

Supóngase ahora un recipiente lleno de líquido A a una temperatura T₀, de modo que una de sus paredes es móvil. Si la presión externa sobre ella es P ~(  y se le aporta calor, se aumentará la temperatura del líquido y su presión de vapor, de modo que ambas presiones tienden a igualarse. Cuando eso sucede se formará la primera burbuja de vapor, es decir, comienza la ebullición. La temperatura a la cual se igualan ambas presiones es el punto de ebullición a la presión P. Si ésta es 1 atm tendremos el punto de ebullición normal. Si se sigue aportando calor, esta temperatura permanece constante entre tanto haya líquido, aumentando de nuevo cuando toda la sustancia esté en fase gaseosa.

 a ley de Raoult establece que, en el equilibrio, la presión parcial de una sustancia es igual a su presión de vapor por la fracción molar en la fase líquida, es decir:

 , y también  (13.1)