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Questions and Answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los gases es correcta?

  • Los gases son menos compresibles que los sólidos.
  • Los gases adoptan la forma y el volumen del recipiente que los contiene. (correct)
  • Los gases tienen un volumen fijo.
  • Los gases no se mezclan completamente en un mismo recipiente.

¿Cuál es la unidad fundamental de presión en el Sistema Internacional (SI)?

  • pascal (Pa) (correct)
  • atmósferas (atm)
  • torres (torr)
  • milímetros de mercurio (mmHg)

¿Qué instrumento se utiliza comúnmente para medir la presión atmosférica?

  • Manómetro
  • Termómetro
  • Barómetro (correct)
  • Anemómetro

¿Qué ocurre con el volumen de un gas cuando aumenta la presión, manteniendo la temperatura constante?

<p>Disminuye el volumen. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes no es una característica de los gases?

<p>Tienden a conservar su forma en el recipiente. (C)</p> Signup and view all the answers

Los manómetros se utilizan para:

<p>Medir la presión de gases que no son atmosféricos. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Por qué se utiliza el mercurio en barómetros y manómetros?

<p>Su alta densidad permite una menor altura de columna. (B)</p> Signup and view all the answers

La Ley de Boyle establece una relación entre cuál de las siguientes variables?

<p>Presión y volumen. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se relaciona la energía cinética promedio de un gas con su temperatura?

<p>Es directamente proporcional a la temperatura. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la principal causa de la presión de un gas?

<p>El impacto de las moléculas sobre las paredes del recipiente. (A)</p> Signup and view all the answers

Según la Ley de Boyle, ¿qué sucede con la presión de un gas cuando se reduce su volumen?

<p>La presión aumenta. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué implica una mayor temperatura en términos de energía cinética de las moléculas?

<p>Mayor energía cinética promedio. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre la densidad de un gas y el número de colisiones por segundo?

<p>Aumenta la densidad, aumenta el número de colisiones. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se define la temperatura absoluta en términos de movimiento molecular?

<p>Es un índice del movimiento aleatorio de las moléculas. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué describe mejor la compresibilidad de los gases?

<p>Las moléculas se encuentran a grandes distancias, lo que permite la compresión. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué afirma la Ley de Charles y Gay Lussac respecto a la temperatura de un gas?

<p>Al aumentar la temperatura, la energía cinética promedio aumenta. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué sucede con la velocidad más probable de las moléculas a medida que aumenta la temperatura?

<p>Aumenta (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la relación entre la masa de una molécula y su velocidad en la distribución de velocidades de los gases?

<p>Las moléculas más livianas se mueven más rápido que las pesadas (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa el pico de cada curva en la distribución de velocidades de las moléculas?

<p>La velocidad más probable (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué efecto tiene la temperatura sobre la raíz de la velocidad cuadrática media de un gas?

<p>Aumenta con la raíz cuadrada (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la ecuación que relaciona la energía cinética y la temperatura para un mol de gas?

<p>$ rac{3}{2}RT$ (C)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se define la difusión de gases?

<p>La mezcla gradual de moléculas de un gas con otro (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué caracteriza el movimiento de las moléculas durante la difusión?

<p>Es aleatorio y sujeto a colisiones (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué implicaciones tiene la masa en la velocidad molecular de un gas?

<p>Las moléculas más pesadas se moverán más lentamente (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué sucede con la presión de un gas cuando se calienta?

<p>Aumenta debido al incremento en la frecuencia y fuerza de los choques. (B)</p> Signup and view all the answers

Según la ley de Avogadro, ¿qué relación existe entre la presión de un gas y su densidad?

<p>La presión es directamente proporcional a la densidad y la temperatura. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se determina la presión total de una mezcla de gases según la ley de Dalton?

<p>Es la suma de las presiones individuales de cada gas en la mezcla. (B)</p> Signup and view all the answers

En la teoría cinética de los gases, ¿qué se mantiene constante en un recipiente con 1 mol de gas?

<p>La energía cinética promedio y la velocidad cuadrática media no cambian. (C)</p> Signup and view all the answers

¿Qué indica la curva de distribución de velocidad de Maxwell a una temperatura específica?

<p>El número de moléculas que se mueven a distintas velocidades. (C)</p> Signup and view all the answers

En un gas ideal, ¿qué efecto tiene un aumento en la temperatura sobre la velocidad de las moléculas?

<p>La velocidad de las moléculas aumenta. (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es una afirmación correcta sobre la presión en gases no interactuantes?

<p>La presión ejercida por un tipo de molécula no se ve afectada por otros gases presentes. (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué valor representa 'C' en las ecuaciones proporcionadas para los gases?

<p>La constante de proporcionalidad entre presión, volumen y temperatura. (B)</p> Signup and view all the answers

En la ecuación de van der Waals, ¿qué significa el término $V - n.b$?

<p>El volumen efectivo del gas (A)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es el efecto de aumentar el número de moles $n$ sobre la frecuencia de encuentros entre las moléculas?

<p>Aumenta la frecuencia de encuentros (D)</p> Signup and view all the answers

¿Qué variable se considera al calcular el volumen ocupado por las moléculas del gas en la ecuación de van der Waals?

<p>El número de moles y la constante $b$ (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la condición bajo la cual la presión ideal ($P_{ideal}$) se mediría?

<p>Sin la presencia de atracciones intermoleculares (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué se asume sobre las moléculas de un gas ideal en términos de interacción entre ellas?

<p>No ejercen ninguna fuerza entre ellas (C)</p> Signup and view all the answers

¿En qué condiciones los gases empiezan a desviarse del comportamiento ideal?

<p>A presiones elevadas (C)</p> Signup and view all the answers

Según la teoría cinética, ¿qué ocurre con la energía cinética de las moléculas al disminuir la temperatura?

<p>Disminuye (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué efecto tienen las fuerzas intermoleculares en los gases reales a altas presiones?

<p>Afectan su movimiento y disminuyen la presión efectiva (A)</p> Signup and view all the answers

¿Quién realizó el análisis de los gases que exhiben comportamiento real en 1873?

<p>J.D. van der Waals (A)</p> Signup and view all the answers

¿Qué sucede al aplicar la ecuación del gas ideal a 1 mol de gas?

<p>La ecuación se aplica solo a gases ideales (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo afecta la cercanía de las moléculas en un gas a altas presiones?

<p>Increase the intermolecular attraction (A)</p> Signup and view all the answers

Al observar los gases ideales, ¿cuál es la relación que se espera en la ecuación de estado?

<p>P.V/R.T = 1 (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Propiedad de los gases: Forma y volumen

Los gases adoptan la forma y el volumen del recipiente que los contiene.

Propiedad de los gases: Compresibilidad

Los gases son más compresibles que los líquidos y sólidos.

Propiedad de los gases: Mezcla

Los gases se mezclan completa y uniformemente cuando se encuentran en un mismo recipiente

Propiedad de los gases: Densidad

Los gases tienen densidades menores que los líquidos y sólidos.

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Definición de presión

La presión se define como la fuerza aplicada por unidad de área.

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Barómetro: Instrumento de medición

El barómetro es un instrumento utilizado para medir la presión atmosférica.

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Manómetro: Instrumento de medición

El manómetro es un instrumento utilizado para medir la presión de los gases que no son atmosféricos.

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Ley de Boyle

La ley de Boyle establece la relación inversa entre la presión y el volumen de un gas a temperatura constante.

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Energía cinética y temperatura

La energía cinética promedio de un gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta.

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Presión de los gases

La presión de un gas es el resultado de las colisiones entre las moléculas y las paredes del recipiente que lo contiene.

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Temperatura y energía cinética

Cuanto mayor es la temperatura absoluta, mayor es la energía cinética promedio de las moléculas.

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Temperatura absoluta

La temperatura absoluta es un índice del movimiento aleatorio de las moléculas. A mayor temperatura, mayor movimiento.

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Compresibilidad de los gases

Los gases son fácilmente compresibles debido a que las distancias entre las moléculas son grandes.

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Ley de Charles y Gay-Lussac

A mayor temperatura, mayor es la energía cinética promedio de las moléculas, lo que resulta en un aumento de volumen.

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Velocidad de colisión y densidad

La velocidad de colisión o el número de colisiones por segundo es proporcional a la densidad del gas.

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Ecuación de Van der Waals

Las moléculas reales ocupan volumen y ejercen atracciones entre sí, lo que provoca desviaciones del comportamiento ideal.

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Presión ideal (𝑃𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙)

La presión ideal es la que se mediría si las moléculas no interactuaran entre sí.

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Constante 'a' en la ecuación de Van der Waals

Una constante que refleja la fuerza de las atracciones intermoleculares entre las moléculas de gas.

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Constante 'b' en la ecuación de Van der Waals

Una constante que representa el volumen excluido por cada mol de moléculas de gas por colisiones.

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Volumen excluido (n.b)

El término n.b representa el volumen ocupado por n moles de moléculas de gas.

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Temperatura y presión en gases

La temperatura es la medida de la energía cinética promedio de las moléculas de un gas. A mayor temperatura, mayor es la velocidad promedio de las moléculas, lo que significa que chocarán con las paredes del recipiente con mayor frecuencia y fuerza, aumentando la presión.

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Ley de Avogadro

La ley de Avogadro establece una relación directa entre la presión, el número de moles y la temperatura de un gas a volumen constante.

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Ley de Dalton de las presiones parciales

La Ley de Dalton de las presiones parciales establece que la presión total de una mezcla de gases ideales es igual a la suma de las presiones parciales de cada gas componente.

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Distribución de las velocidades moleculares

La distribución de las velocidades moleculares describe la probabilidad de que una molécula tenga una cierta velocidad a una temperatura dada. Esta distribución se representa mediante la curva de distribución de Maxwell.

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Teoría cinética de los gases

La teoría cinética de los gases explica el comportamiento de los gases a nivel molecular. Describe las moléculas como pequeñas partículas en continuo movimiento aleatorio, sin interacción entre ellas, que chocan elásticamente con las paredes del recipiente.

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Velocidad cuadrática media (Vrms)

La velocidad cuadrática media (Vrms) es una medida de velocidad que considera todas las moléculas de un gas y proporciona un valor promedio de su velocidad. La velocidad cuadrática media depende de la temperatura del gas.

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Curva de distribución de Maxwell

La curva de distribución de Maxwell muestra la distribución de velocidades de las moléculas de un gas a una temperatura determinada. La curva tiene forma de campana y muestra que la mayoría de las moléculas tienen una velocidad cercana a la velocidad cuadrática media.

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Raíz de la velocidad cuadrática media

La velocidad a la que se mueven las moléculas en un gas. Es la raíz cuadrada de la velocidad cuadrática media.

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Teoría Cinética: Relación entre energía cinética y temperatura

La energía cinética promedio de las moléculas de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.

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Difusión de gases

El proceso gradual de mezcla de las moléculas de dos o más gases, debido al movimiento aleatorio.

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Curva de distribución de velocidades de Maxwell

La velocidad más probable de las moléculas de un gas aumenta a medida que aumenta la temperatura. También, los gases más livianos se mueven más rápido que los gases más pesados a la misma temperatura.

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Relación entre raíz de la velocidad cuadrática media, temperatura y masa molar

La raíz de la velocidad cuadrática media (𝑢) de un gas es directamente proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta (T) e inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la masa molar (MR).

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Difusión gradual

La difusión es un proceso gradual porque las moléculas de gas experimentan numerosas colisiones durante su movimiento aleatorio.

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Movimiento aleatorio de moléculas de gas

Las moléculas de un gas se mueven aleatoriamente y chocan con las paredes del recipiente, creando presión.

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Dirección de la difusión

La difusión siempre ocurre desde una región de mayor concentración hacia una región de menor concentración.

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Gas ideal

Un gas ideal es un modelo teórico que describe el comportamiento de los gases en condiciones ideales. Este modelo se basa en la suposición de que las moléculas de gas no interactúan entre sí y que su volumen es despreciable en comparación con el volumen del recipiente que las contiene.

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Desviaciones del comportamiento ideal

Las desviaciones del comportamiento ideal ocurren cuando los gases reales no cumplen las suposiciones del modelo de gas ideal. Esto sucede a altas presiones o bajas temperaturas, donde las fuerzas intermoleculares y el volumen molecular ya no son despreciables.

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Fuerzas intermoleculares

Las fuerzas intermoleculares son las fuerzas de atracción o repulsión que actúan entre las moléculas de un gas. Estas fuerzas son más significativas a altas presiones, ya que las moléculas están más cerca unas de otras.

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Volumen molecular finito

El volumen molecular finito se refiere al volumen real ocupado por las moléculas de gas. A altas presiones, este volumen ya no es despreciable en comparación con el volumen del recipiente, lo que afecta el comportamiento del gas.

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Fuerzas intermoleculares: Impacto en la presión

Las fuerzas intermoleculares afectan el comportamiento de un gas al reducir la presión que ejerce sobre las paredes del recipiente. Esto se debe a que las fuerzas atractivas entre las moléculas hacen que las moléculas choquen con las paredes con menos fuerza.

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Temperatura: Impacto en el comportamiento

La temperatura afecta el comportamiento de un gas al influir en la energía cinética de las moléculas. A bajas temperaturas, la energía cinética es menor, lo que reduce la velocidad de las moléculas y aumenta el efecto de las fuerzas intermoleculares.

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Ecuación de estado

La ecuación de estado se utiliza para relacionar las variables termodinámicas (presión, volumen, temperatura, cantidad de sustancia) de un gas. La ecuación de estado ideal es una simplificación que no funciona para todos los gases.

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Study Notes

Características Generales de los Gases

  • Adoptan la forma y el volumen del recipiente que los contiene.
  • Son los más compresibles de los estados de la materia.
  • Se mezclan completa y uniformemente cuando están confinados en el mismo recipiente.
  • Tienen densidades mucho menores que los sólidos y los líquidos.

Unidades de Presión - Medición de la Presión Atmosférica

  • La presión se define como la fuerza aplicada por unidad de área (P = F/A).

  • Las unidades SI de presión son Pascales (Pa).

  • 1 atm = 760 mmHg = 760 torr = 101325 Pa

  • Barómetro: Instrumento para medir la presión atmosférica. Un tubo de vidrio cerrado en un extremo, lleno de mercurio, invertido sobre un recipiente con mercurio. La presión atmosférica sostiene la columna de mercurio.

  • Manómetro: Dispositivo para medir la presión de gases que no son atmosféricos, Existen manómetros de tubo abierto y cerrado.

  • Manómetro de tubo cerrado: Mide presiones menores a la atmosférica.

  • Manómetro de tubo abierto: Mide presiones iguales o mayores a la atmosférica.

Ley de Boyle

  • A temperatura constante, el volumen de una cantidad fija de gas es inversamente proporcional a la presión.
  • Esta relación se puede expresar como: P₁V₁ = P₂V₂ .
  • En el gráfico P vs V (a temperatura constante), la curva es una isoterma.

Relación Temperatura-Volumen: Ley de Charles y Gay-Lussac

  • A presión constante, el volumen de una cantidad fija de gas es directamente proporcional a la temperatura absoluta.
  • Se relaciona con el cero absoluto (-273.15 °C o 0 K).
  • Formula: V₁/T₁ = V₂/T₂
  • Otra forma de expresar esta relación es: V ∞ T o (V / T = constante)

Ley de Avogadro

  • A presión y temperatura constantes, volúmenes iguales de distintos gases contienen el mismo número de moléculas.
  • Por lo tanto, el volumen de un gas es directamente proporcional al número de moles (n) de gas presente.
  • V ∞ n

Ecuación del Gas Ideal

  • Combina las leyes de Boyle, Charles y Avogadro en una sola ecuación: PV = nRT
  • Donde:
    • P = presión
    • V = volumen
    • n = número de moles
    • R = constante universal de los gases ideales (0.0821 L atm/mol K)
    • T = temperatura absoluta.

Cálculo de Densidad

  • La densidad (δ) de un gas se puede calcular usando la ecuación del gas ideal: δ = (P x MR) / (R x T)
  • Donde:
    • MR = masa molar del gas

Ley de Dalton de las Presiones Parciales

  • La presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada gas.
  • Presión parcial = fracción molar x presión total
  • Fracción molar = moles de un gas / moles totales

Teoría Cinética Molecular de los Gases

  • Los gases están formados por moléculas en movimiento aleatorio.
  • Las colisiones entre las moléculas y las paredes del recipiente producen la presión.
  • La energía cinética promedio de las moléculas es proporcional a la temperatura absoluta.
  • La raíz de la velocidad cuadrática media (u) de las moléculas está relacionada con la masa molar (MR) y la temperatura (T).

Desviación del comportamiento ideal de gases

  • Los gases reales no siguen la ley del gas ideal en todas las condiciones, particularmente a altas presiones o bajas temperaturas, debido a las interacciones intermoleculares y al volumen propio de las moléculas.

  • Ecuación de van der Waals: Modifica la ecuación del gas ideal para modelar el comportamiento de gases reales.

  • Incluyen factores de corrección para la presión (a) y el volumen (b) que dependen de las moléculas del gas específico.

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