Gas ideal

La ecuación del gas ideal describe como se comportan los gases.

•  Un gas se expande al calentarlo a presión constante

•   La presión del gas crece al comprimirlo a temperatura constante

¿Por qué se comportan de esta manera los gases?, ¿Qué les pasa a las partículas de un gas al cambiar las condiciones de T y p?
La teoría Cinética Molecular responde estas y otras preguntas (“teoría de las moléculas en movimiento”; fue propuesta por Rudolf Clausius, 1857) y para ello propone las siguientes suposiciones.

1.  Los gases consisten de un número muy grande de partículas muy pequeñas y que pueden ser átomos o moléculas que están en movimiento continuo y azaroso.
2. El volumen de las moléculas de un gas es despreciable al compararse con el volumen total del recipiente que lo contiene
3. Las fuerzas de atracción y repulsión entre las moléculas de un gas son despreciables
4. La energía cinética promedio de las partículas no cambia con el tiempo (siempre y cuando la temperatura permanezca constante.) La energía de las partículas puede transferirse si chocan (pero todas las colisiones son totalmente elásticas)
5. La energía promedio de las partículas es proporcional a la temperatura absoluta. A una temperatura dada, las moléculas de todos los gases tienen la misma energía cinética.

El modelo de gas ideal se basa en las siguientes consideraciones:

• Cualquier volumen finito de gas, está compuesto de un número muy grande de moléculas (»1023.)
• Un gas puro se compone de moléculas idénticas y en el caso del gas ideal podemos considerarlas como esferas duras que se mueven aleatoriamente en cualquier dirección
• La energía translacional de las moléculas, se puede considerar como un continuo de energías. Es decir, que una molécula puede moverse a cualquier velocidad.
• En un gas, suponemos además que la distancia entre las moléculas es grande comparada con sus diámetros (justificable en el caso de gases a baja presión.)
• Las moléculas no ejercen ninguna interacción unas sobre otras, a menos que ocurran colisiones.
• Las moléculas se moverán en caminos rectos cuyas direcciones cambiarán solo cuando chocan entre sí o contra las paredes del recipiente
• Las colisiones contra otras moléculas o las paredes del recipiente son perfectamente elásticas, es decir, que no disminuyen la energía cinética del sistema.
• Las paredes del recipiente se pueden considerar como absolutamente lisas, por lo que no hay cambios en la velocidad tangencial de una molécula que choca contra ellas.
• En ausencia de fuerzas externas, las moléculas están distribuidas uniformemente en todo el recipiente.
• Si N es el número total de moléculas en un recipiente de volumen V, el número promedio (n) por unidad de volumen está dado por: n = (N / V)

Referencias:

Enciclopedia libre. (2015). Deducción de las Leyes de los Gases. 4 de enero del 2015, de desc Sitio web: https://teoriacineticadelamateria.wordpress.com/2015/01/11/deduccion-de-las-leyes-de-los-gases-2/