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Gas ideal

 ¿A que se refiere con el gas ideal y su ecuación? 

Dado que es difícil describir de forma exacta un gas real, la gente creó el concepto de gas ideal como una aproximación que nos ayuda a modelar y predecir el comportamiento de los gases reales, a lo cual siguen ciertas reglas. 
  1. Las moléculas de un gas ideal no se atraen o repelen entre ellas. Suponemos que las únicas interacciones de las moléculas que componen un gas ideal son las colisiones elásticas entre ellas y con las paredes del contenedor.
  2. Las moléculas de un gas ideal, en sí mismas, no ocupan volumen alguno. El gas tiene volumen, ya que las moléculas se expanden en una gran región del espacio, pero las moléculas de un gas ideal son aproximadas por partículas puntuales que en sí mismas no tienen volumen.

Tipos de gases ideales

  • Gas ideal de Maxwell-Boltzmann
  • Gas ideal cuántico de Bose
  • Gas ideal cuántico de Fermi

Propiedades de los gases ideales

  • Poseen siempre un mismo número de moléculas.
  • No tienen fuerzas de atracción o repulsión entre sus moléculas.
  • No pueden experimentar transiciones de fase (gas-líquido, gas-sólido).
  • Las moléculas del gas ideal ocupan siempre el mismo volumen a las mismas condiciones de presión y temperatura

Problemas

Una masa de hidrógeno gaseoso ocupa un volumen de 230 litros en un tanque a una presión de 1.5 atmósferas y a una temperatura de 35°C. Calcular, a) ¿Cuántos moles de hidrógeno se tienen?, b)¿ A qué masa equivale el número de moles contenidos en el tanque? 
A)
B)
Se coloca 160 gramos de oxígeno a 27°C en un recipiente con capacidad de 5 litros. Considerando que el oxígeno se comporta como un gas perfecto. ¿Cuál es el valor de la presión ejercida por la sustancia? 






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 Diagrama de Clapeyron Los diagramas P-V representan gráficamente el proceder de una sustancia, en sus diferentes estados ante la variación de sus coordenadas termodinámicas. Dentro de los procesos que son de especial interés en estos diagramas se debe resaltar que la representación de los procesos que suceden a temperatura constante, mediante las curvas llamadas isotermas.  Con la ecuación de estado de los gases ideales se tiene una muy buena aproximación al estudio de gases a altas temperaturas y con bajas presiones, sin embargo, no todas las situaciones se basan en gases ideales, de hecho son una idealización y no explican el comportamiento de un gas real, en especial aquellas que implican un cambio de fase. Es claro que las sustancias no obedecen esta ecuación y el diagrama pV asociado, también llamado diagrama de Clapeyron es más complejo. Cada punto en el diagrama PV representa un estado diferente del gas (uno para cada temperatura y volumen posibles). Conforme el gas sigue u