La ley de los gases ideales es la ecuación de estado del gas ideal, un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellas y cuyos choques son perfectamente elásticos (conservación de momento y energía cinética). La energía cinética es directamente proporcional a la temperatura en un gas ideal. Los gases reales que más se aproximan al comportamiento del gas ideal son los gases monoatómicosen condiciones de baja presión y alta temperatura.

En 1648, el químico Jan Baptist van Helmont creó el vocablo gas, a partir del término griego kaos (desorden) para definir las génesis características del anhídrido carbónico. Esta denominación se extendió luego a todos los cuerpos gaseosos y se utiliza para designar uno de los estados de la materia.

La principal característica de los gases respecto de los sólidos y los líquidos, es que no pueden verse ni tocarse, pero también se encuentran compuestos de átomos y moléculas.

La causa de la naturaleza del gas se encuentra en sus moléculas, muy separadas unas de otras y con movimientos aleatorios entre si. Al igual que ocurre con los otros dos estados de la materia, el gas también puede transformarse (en líquido) si se somete a temperaturas muy bajas. A este proceso se le denomina condensación.

La mayoría de los gases necesitan temperaturas muy bajas para lograr condensarse. Por ejemplo, en el caso del oxígeno la temperatura necesaria es de -183°C.

Cambios provocados por el calor

Cambios provocados por el calor

Al calentar un cuerpo, este experimenta transformaciones de muy diversos tipos alguna de ellas son físicas (dilatación, cambios de estado) y otras son químicas (combustiones, oxidaciones). Al suministrar el calor a un cuerpo, este experimenta cierto aumento de volumen y se dice que el cuerpo se ha dilatado. Hay transformaciones físicas en las que al dar calor a una sustancia, esta no aumenta de temperatura. Esta transformaciones son los cambios de estado.

Cambios de estado La materia puede pasar de un estado a otro al variar la temperatura. Aquí se muestran los nombres de los distintos cambios de estado.
Sublimación , cambio de una sustancia del estado sólido al vapor sin pasar por el estado líquido. Algunas de las moléculas de un sólido pueden vibrar muy rápidamente, vencer las fuerzas de cohesión y escapar como moléculas gaseosas al espacio libre: el sólido se sublima. Inversamente, al chocar estas moléculas gaseosas contra la superficie del sólido, pueden quedar retenidas, condensándose el vapor. El equilibrio que tiene lugar cuando la velocidad de sublimación y la de condensación son iguales se caracteriza por una presión de vapor que depende de la naturaleza del sólido y de la temperatura.

CALOR

Y

TEMPERATURA

Medición de la temperatura

El uso del termómetro

Diferencia entre calor

—El calor se define como la energía que produce un cuerpo por el movimiento de las moléculas produce una elevación de la temperatura. El calor se mide en  calorías o joule, en cambio la temperatura es medida por grado.

—En la primera foto vemos que el basketbolista está haciendo movimiento y produce calor a través de este movimiento, lo que hace que el cuerpo esté caliente y que sude. Lo mismo pasa con la segunda foto, aunque se diga que está en el agua, también su cuerpo está caliente y suda.—La función de un termómetro es medir que tan rápido se están moviendo las moléculas de un objeto.

Aunque parezca ilógico un iceberg tiene mayor calor que una taza de agua hirviendo, porque, el iceberg por su tamaño tiene más moléculas en movimiento que la taza del agua hirviendo.

TEMPERATURA

La temperatura, es una propiedad que expresa el estado de agitación de cada una de las moléculas de un cuerpo—Todos lo líquidos al calentarse sufren una aumento de volumen o dilatación, esta hace posible el funcionamiento de los termómetros, ya que los termómetros por lo general usan el mercurio, y este tiene el punto de ebullición a 356.7 °C y el de congelación a -39°C ya que su punto de aplicación será muy amplio

Escalas de temperatura

—Hay distintos termómetros con diferente escala de temperatura, todos sirven para lo mismo, todos miden la agitación térmica de las moléculas, pero todos tienen diferente uso, en nuestro país es más utilizada la escala de grados Celcius( °C) en EUA la escala de grados Fahrenheit (°F) y los Físicos utilizan la escala degrados Kelvin ( °K)

PROPIEDADES DE LA TEMPERATURA

—En la escala Celcius el punto de congelación del agua es de 0° y en la escala Fahrenheit es de 32°, en la Celcius el punto de ebullición es de 100° y en la Fahrenheit es de 212°.

—En la figura “a” vemos el punto de fusión: Al calentar un recipiente con hielo, mientras se funde este, el termómetro mantiene su columna de mercurio en cero grados.

—En la figura “b” vemos el punto de ebullición: Al sumergir el termómetro en un recipiente de agua caliente. El mercurio alcanza los 100°C como punto de ebullición del agua.

—Todos los cuerpos al producir movimiento se dice que tienen calor, un pizarrón, aunque no se mueva tiene una pequeña cantidad de calor, esto es porque toda sustancia sólida tiene movimiento en sus moléculas y el calor es la energía producida por el movimiento de |las moléculas de un objeto,es así que por el calor o aumento de temperatura hace que el mercurio suba atrevas del tubo de un termómetro, esto lo hace por el fenómeno conocido como la dilatación.

Ley de Charles

La Ley de Charles y Gay-Lussac, o simplemente Ley de Charles, es una de las leyes de los gases. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenida a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa.

En esta ley, Jacques Charles dice que para una cierta cantidad de gas a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura, el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que la temperatura está directamente relacionada con la energía cinética (debido al movimiento) de las moléculas del gas. Así que, para cierta cantidad de gas a una presión dada, a mayor velocidad de las moléculas (temperatura), mayor volumen del gas.

La ley fue publicada primero por Gay Lussac en 1803, pero hacía referencia al trabajo no publicado de Jacques Charles, de alrededor de1787, lo que condujo a que la ley sea usualmente atribuida a Charles. La relación había sido anticipada anteriormente en los trabajos de Guillaume Amontons en 1702.

Por otro lado, Gay-Lussac relacionó la presión y la temperatura como magnitudes directamente proporcionales en la llamada "La segunda ley de Gay-Lussac".

Ley de Boyle-Mariotte

La Ley de Boyle-Mariotte, o Ley de Boyle, formulada independientemente por el físico y químico irlandés Robert Boyle (1662) y el físico y botánico francés Edme Mariotte (1676), es una de las leyes de los gases que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante

La ley dice que:

La presión ejercida por una fuerza física es inversamente proporcional al volumen

de una masa gaseosa, siempre y cuando su temperatura se mantenga constanteo en términos más sencillos:

A temperatura constante, el volumen de una masa fija de gas es inversamente

proporcional a la presión que este ejerce.

Matemáticamente se puede expresar así:

 

donde    es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

Cuando aumenta la presión, el volumen baja, mientras que si la presión disminuye el

volumen aumenta. No es necesario conocer el valor

exacto de la constante para poder hacer uso de la ley: si consideramos las

dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de gas y la temperatura,

deberá cumplirse la relación