¿Qué son los gases reales?

1. ¿Qué son los gases reales? Son los que se encuentran en la naturales, a cualquier presión, temperatura y ocupan el volumen total del recipiente que los contiene y que no cumplen con las leyes experimentales.

2. ¿Qué se entiende por un gas ideal? Los gases que se comportan de acuerdo a las leyes de Boyle, Gay-Lussac y Avogadro se denominan gases ideales, y de la ecuación de estado.

3. ¿En qué condiciones los gases reales se comportan como un gas ideal? Son aquellos gases reales que son sometidos a pequeñas presiones y altas temperaturas, se comportan como un gas ideal

4. ¿Cuáles son las cantidades que determinan el estado de un gas?. PRESIÓN TEMPERATURA VOLUMEN MASA

5. ¿Qué significa decir que un gas sufrió una transformación? Significa que una de las cantidades permanecen constante y las otras dos varían, la masa siempre va a permanecer constante Es decir Si la temperatura es constante las que van a variar es el volumen y la presión transformación Isotérmica Si la presión es constante van a variar el volumen y la temperatura transformación isobárica

6. Considere la transformación isotérmica que se indica en la figura. de las cantidades p , V m y T La masa de una cierta cantidad de un gas en el interior de un recipiente permanece constante, que la presión aumenta, al aumentar la altura de la columna de Hg, y que el volumen disminuye al aumentar la presión, también que la temperatura permanece constante al hacer variar la presión en forma muy lente Masa constante Temperatura constante Presión aumenta Volumen disminuye

7. Cierta masa de gas ideal sufre una transformación isotérmica. Recordando la ley de Boyle, complete la tabla de este ejercicio. Según la Ley de Boyle: Si la presión se duplica, el volumen se divide en 2 12 / 2 = 6 Si la presión se triplica el volumen se divide en 3 12 / 3 = 4 Si la presión se cuadruplica en volumen se divide en 4 12 / 4 = 3 p1 * V1 = 0,50 * 12 = 6 p2 * V2 = 1 * 6 = 6 p3 * V3 = 1,5 * 4 = 6 p4 * V4 = 2 * 3 = 6

8. Con los datos de la tabla del ejercicio anterior, trace el diagrama p x V P (Pascal 2 1,5 1 0,5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 V (litros) ¿Cómo se denomina la curva hiperbólica obtenida? Isoterma de un gas ideal

9. Suponga que el gas del ejercicio 4, en el estado I tiene una densidad de 2,0 gramo/litro. Calcule los valores de su densidad en los estados II, III Y IV Aplicando la Ley de Boyle, para un determinado valor de ρ, permite deducir que: Al duplicar p V queda dividido entre 2 ƿ se duplica Al triplicar p V queda dividido entre 3 ƿ se triplica Al cuadruplicar p V queda dividido entre 4 ƿ se cuadruplica. ƿ α p p2 / p1 = ρ

10. Considere la transformación isobárica que se muestra en la figura. De las magnitudes p, V, m y T. ¿Cuáles permanecen constantes? La presión y la masa permanecen constantes ¿Cuáles varían? El volumen aumenta al aumentar la temperatura

11. Se tienen dos bloques sólidos, uno de aluminio y otro de cobre, ambos con volumen de 500 Cm3, a la temperatura de 20ºC. calentando los dos bloque a presión constante hasta los 200ºC, ¿Cuál de ellos tendrá mayor volumen lineal observa la tabla? V1 = 500 Cm3 T = 20ºC T = 200ºC Al duplicar T, se duplica V y ρ queda dividida entre 2 Al triplicar T, se triplica V y ρ queda dividida entre 3 Al cuadriplicar T, se cuadruplica V y ρ queda dividida entre 4 T2 / T1 = 200 / 20 = 10 ρAl 2 = 10 * 23 x 10-6 = 2,3 x 10-6 ρ 2 = 10 x ρ1 ρCu2 = 10 * 17 x 10-6 = 1,7 x 10-6 Por lo que se dilata más el Aluminio, al aumentar la temperatura

12. Se tienen dos recipientes (provistos de émbolos que se pueden desplazar libremente), uno de los cuales contiene gas O2 y el otro, gas N2, y cada uno ocupa un volumen de 500 Cm3 a 20ºC. al calentar ambos gases a presión constante hasta 200ºC, ¿cuál tendrá el mayor volumen final?. V1 = 500 Cm3 T = 20ºC = 20 + 273 = 293ºK T = 200ºC = 200 + 273 = 473ºK Al duplicar T, se duplica V y ρ queda dividida entre 2 Al triplicar T, se triplica V y ρ queda dividida entre 3 Al cuadruplicar T, se cuadruplica V y ρ queda dividida entre 4 V2 / V1 = T2 / T1 V2 = V1 * T2 / T1 V2 = 473 * 500 / 293 = 807,16 Cm3 Ambos tienen el mismo volumen lineal

13. Cierta masa de gas ideal sufre una transformación isobárica. Recordando los resultados de los experimentos de Gay-Lussac, complete la tabla de este ejercicio. T (ºK) Temperatura Absoluta en grados Kelvin t (ºC) temperatura inicial en grados Celsius Transformación de grados Celsius a grados Kelvin T(ºK) = T(ºC) + 273 V2 = V1 * T2 / T1 VII = 150 * 400 / 200 = 300 Cm3 VIII = 150 * 600 / 200 = 450 Cm3 VIV = 150 * 800 / 200 = 600 Cm3

14. Si se construyera un diagrama V x t con los datos del ejercicio anterior, V Cm3 600 450 300 150 tºC -127 0 127 227 327 427 527 ¿Cuál sería su aspecto? El resultado del Diagrama V x t es una recta que no pasa por el origen, al existir un volumen inicial.

15. Usando la tabla del ejercicio anterior, construya el Diagrama V x T V Cm3 600 450 300 150 TºK 0 200 400 600 800 ¿Qué tipo de grafica obtuvo? El resultado del Diagrama V x T es una recta que pasa por el origen

16. ¿Esperaba obtener este tipo de gráfica V x T para una transformación isobárica? SI, debido a que el Volumen es directamente proporcional a la Temperatura absoluta V α T

17. Suponga que el gas del ejercicio 9, en el estado I, tiene una densidad de. 6,0 gramo/litro Calcule su densidad en los estados II, III y IV. Al duplicar T, se duplica V y ρ queda dividida entre 2 Al triplicar T, se triplica V y ρ queda dividida entre 3 Al cuadriplicar T, se cuadruplica V y ρ queda dividida entre 4

18. Tres recipientes A, B, C, con volúmenes iguales, contienen respectivamente, HCL, H2O y NH3, todas estas sus en estados gaseoso y a la misma presión y temperatura. Suponga que el recipiente A contiene 1,0 x 1024 moléculas de HCL. ¿Cuántas moléculas de vapor de H2O existen en B? y ¿Cuántas de NH3 existen en C? Según la Ley de Avogadro que nos indica de dos muestras de gas que ocupan “volúmenes iguales , a una misma presión y temperatura, tienen el mismo número de moléculas” Por tanto en ambas muestras existen el mismo número de moléculas que es de 1,0 x 1024 moléculas

19. ¿Cuál es el número de átomos de H existentes en cada recipiente? En el recipiente A que contiene HCL. Para el HCL habría N átomos de H 1 molécula de H = 1,0 x 1024 átomos de H Por lo que 1 * 1,0 x 1024 En el recipiente B que contiene H2O Para el H2O habría 2N átomos de H Por lo que 2* 1,0 x 1024 = 2,0 x 1024 En el recipiente C que contiene NH3 Para el NH3 habría 3N átomos de H Por lo que 3* 1,0 x 1024 = 3,0 x 1024

20. ¿Cuántos gramos de hidrógeno se obtendrán de la descomposición de cada uno de esos gases? (La masa de un átomo de H es 1,7 x 10-24 gramos) En el recipiente A que contiene HCL. Para el HCL habría N átomos de H Por lo que la masa de H es 1,0 x 10241,7 x 1024 gramos = 1 x 1 * 1,7 x 1024 gramos x = = 1,7 gramos 1,0 x 1024

21. En el recipiente B que contiene H2O Para el H2O habría 2N átomos de H La masa de un átomo de H es 1,7 x 10-24 gramos) En el recipiente B que contiene H2O Para el H2O habría 2N átomos de H Por lo que la masa de H es 1,0 x 10241,7 x 1024 gramos = 1 x 2 * 1,7 x 1024 gramos x = = 3,4 gramos 1,0 x 1024

22. En el recipiente C que contiene NH3 Para el NH3 habría 3N átomos de H (La masa de un átomo de H es 1,7 x 10-24 gramos) Para el NH3 habría 3N átomos de H Por lo que la masa de H es 1,0 x 10241,7 x 1024 gramos = 3 x 3 * 1,7 x 1024 gramos x = = 5,1 gramos 1,0 x 1024

23. Un estudiante de química informo a uno de sus compañeros que para “matar” su sed tiene que beber 20 moles de agua. ¿Cuántos gramos de agua toma el estudiante? (Considere la masa atómica del oxígeno igual a 16 uma y la del hidrogeno igual a 1 uma) (uma = unidad de masa atómica) 1 uma = 1.67 · 10-27 kg 1.67 · 10-27 kg = 1.67 · 10-24 gr Para el H2 1 mol de H = 2 gr Por lo que en 20 moles de H = 40 gr Para el O 1 mol de O2 = 32 gr Pero tenemos ½ mol de O2 = 16 gr Por lo que en 20 de O = 16 * 20 = 320 gr Luego La cantidad de H O que tomo el estudiante es H O = 40gr + 320 gr = 360 gr

24. ¿Cuántos moléculas de agua bebió el estudiante? (Considerando el número de Avogadro igual a 6 x 1023) 1 mol = 6 x 1022 moléculas En 20 moles hay 20 * 6 x 1023 = 1,2 x 1025 moléculas

25. Con base en las respuestas dadas en a y b. calcule la masa, en gramos, de una molécula de agua Si en 20 moles = 360 gr de H O 20 moles = 1,2 x 1025 moléculas 360 gr 1,2 x 1025 moléculas = x 1 molécula 360 gr * 1 molécula X = = 3 x 10-23 gr 1,2 x 1025 moléculas

26. Considere los gases contenidos en los recipientes A, B, C del ejercicio 12 Coloque estos gases en orden creciente de su masa molecular. NH3, = 5,1 gr H2O = 3,4 gr HCL = 1,7 gr Por la tanto el orden creciente es NH3, H2O y HCL

27. Como ya se dijo, los tres gases tienen el mismo volumen, la misma presión e igual temperatura. Cuando los gases están en estas condiciones, ¿Cuál es la relación entre la densidad ρ y la masa molecular M de cada uno?. Según la Ley de Avogadro La densidad es directamente proporcional a la masa molecular ρα M

28. Considerando las respuestas dadas en a y b, coloque los gases en orden creciente de sus densidades Como ρα M Entonces el orden creciente de sus densidades es NH3, H2O y HCL