Este artículo trata sobre las propiedades de los gases ideales. El término ideal significa algo que es perfecto en todos los aspectos. Aunque nada en este mundo es ideal.
Ya sean humanos, animales o cualquier otra parte de la naturaleza, nada es ideal. Esta es la forma de vida, con lo malo solo podemos ver lo bueno. Limitemos nuestra discusión a los gases. En casos reales, solo existen gases reales. Hay algunos gases que son casi ideales. En este artículo estudiaremos las propiedades de un gas ideal y luego estudiaremos más a fondo los gases reales que son casi ideales.
- Propiedades de los gases ideales del aire.
- Propiedades del gas ideal del metano
- Propiedades del gas ideal del Co2
- Propiedades del gas ideal del helio
- Propiedades del gas ideal del nitrógeno.
- Propiedades del gas ideal del argón
- Propiedades del gas ideal del propano
- Propiedades del gas ideal del oxígeno
¿Qué es un gas ideal?
An ideal El gas se define como el gas teórico que no tiene interacciones entre partículas, sino que consiste en muchas partículas puntuales que se mueven al azar o siguiendo el movimiento browniano.
En realidad los gases ideales no existen y solo existen los gases reales. Los gases ideales siguen algunas de las leyes que se consideran características básicas de un gas ideal. Los gases reales que casi siguen estas leyes o características también se consideran gases ideales. Estudiemos en la sección siguiente sobre las características de un gas ideal.
Créditos de las imágenes: Cmglee, Relaciones de la ley de los gases ideales, CC BY-SA 4.0
Características de un gas ideal
Las características de los gases ideales vienen dadas por la teoría cinética de los gases. Estas características se dan en la siguiente sección:
- Las moléculas de gas siguen un movimiento browniano y se mueven constantemente.
- El camino recorrido por las moléculas de gas sigue una línea recta y no cambia a menos que choque con otra molécula o recipiente.
- No hay interacción entre las moléculas, es decir, no hay fuerza de atracción o fuerza de repulsión que actúe entre las moléculas.
- Las partículas de gas se consideran masas muy pequeñas o puntuales. No tienen ninguna cantidad de volumen.
- Las colisiones entre estas masas puntuales son elásticas. La energía se conserva en todo este proceso, es decir, no hay ganancia o pérdida de energía en este proceso.
- Las moléculas a la misma temperatura tienen la misma energía cinética.
Tipos de gases ideales
Los gases ideales se clasifican en tres tipos principales. Estos tipos se dan en la siguiente sección-
- Gas ideal clásico o de Maxwell-Boltzmann – Este tipo de gas se divide además en gas ideal termodinámico clásico y gas ideal cuántico de Boltzmann.
- Gas ideal cuántico de Bose– Este tipo de gas se rige por las estadísticas de Bose-Einstein y la distribución de energía de estos Bosones será en forma de distribución de Bose-Einstein.
- Gas de Fermi cuántico ideal– Este tipo de gas se rige por las estadísticas de Fermi-Dirac y la distribución de energía de estos Fermiones será en forma de distribución de Fermi-Dirac.
Propiedades de los gases ideales del aire.
La siguiente tabla muestra las propiedades del gas ideal del aire. El aire es una mezcla de muchos gases pero sigue algunas características de un gas ideal.
Un gas se comporta como un gas ideal cuando la temperatura es alta y la presión es baja. El aire en tales condiciones se comporta como un gas ideal.
La siguiente tabla muestra las propiedades del aire.
Masa molar- 28.97
Constante de gas- 0.287
Cp-1.005
Cv- 0.718
Propiedades del gas ideal del metano
El metano es un compuesto de carbono formado por un solo átomo de carbono y cuatro átomos de hidrógeno unidos a él. Las propiedades del metano se dan en la sección dada a continuación.
Un gas se comporta como un gas ideal cuando la temperatura es alta y la presión es baja. El metano en tales condiciones se comporta como un gas ideal.
Densidad- 0.657 kg/m3
Punto de fusión: -183 grados centígrados
Punto de ebullición: -162 grados centígrados
Temperatura crítica- 190.56 K
Propiedades del gas ideal del Co2
El CO2 o dióxido de carbono también es un compuesto de carbono formado por un solo átomo de carbono y dos átomos de oxígeno unidos a él. El dióxido de carbono es exhalado por los humanos. El Co2 también se utiliza como extintor de incendios ya que no favorece la combustión.
Un gas se comporta como un gas ideal cuando la temperatura es alta y la presión es baja. El Co2 en tales condiciones se comporta como un gas ideal.
Las propiedades del gas ideal del CO2 se dan en la sección que figura a continuación:
Masa molar- 44.01
Constante de gas- 0.1889
Cp-0.846
Cv- 0.657
Propiedades del gas ideal del helio
El helio es un gas noble y tiene un número atómico de 2. Tiene una sola capa en la que caben dos electrones. El átomo de helio es estable ya que la capa está llena y se encuentra en el estado de energía más bajo posible.
Un gas se comporta como un gas ideal cuando la temperatura es alta y la presión es baja. El helio en tales condiciones se comporta como un gas ideal.
Las propiedades del gas ideal del helio se dan en la siguiente sección:
Masa molar – 4
Constante de gas- 2.07
Cp-5.9
Cv- 3.11
Propiedades del gas ideal del nitrógeno.
El gas nitrógeno es un elemento químico incoloro. No tiene ningún olor y es de naturaleza inerte y no metálica. Las propiedades del gas ideal del nitrógeno se dan en la siguiente tabla.
Un gas se comporta como un gas ideal cuando la temperatura es alta y la presión es baja. El nitrógeno en tales condiciones se comporta como un gas ideal.
Masa molar- 28
Constante de gas- 0.29
Cp-1.039
Cv- 0.743
Propiedades del gas ideal del argón
Al igual que el nitrógeno, el argón también es un elemento químico incoloro e inodoro. Es de naturaleza no inflamable y no volátil. Pertenece a la familia de los gases nobles cuya capa más externa está completamente llena, lo que hace que el átomo sea más estable.
Un gas se comporta como un gas ideal cuando la temperatura es alta y la presión es baja. El argón en tales condiciones se comporta como un gas ideal.
Las propiedades del gas ideal del argón se dan en la siguiente sección:
Masa molar- 40
Constante de gas- 0.2081
Cp-0.52
Cv- 0.31
Propiedades del gas ideal del oxígeno
El oxígeno es un elemento químico gaseoso que además es inodoro e incoloro. Además de eso, podemos decir que el oxígeno favorece la combustión, ya que actúa como oxidante y la combustión necesita un agente oxidante para llevarse a cabo. Todos inhalamos oxígeno para sobrevivir.
Un gas se comporta como un gas ideal cuando la temperatura es alta y la presión es baja. El oxígeno en tales condiciones se comporta como un gas ideal.
Las propiedades del gas ideal del oxígeno se dan en la sección que figura a continuación.–
Masa molar- 32
Constante de gas- 0.25
Cp-0.918
Cv- 0.65
Propiedades del gas ideal del propano
El propano pertenece a la familia de los alcanos. El propano es un compuesto de carbono que tiene tres átomos de carbono y un octavo átomo de hidrógeno unidos a él. Es un elemento muy singular ya que el propano es respetuoso con el medio ambiente.
Un gas se comporta como un gas ideal cuando la temperatura es alta y la presión es baja. El propano en tales condiciones se comporta como un gas ideal.
Las propiedades del gas ideal del gas propano se dan en la siguiente sección–
Masa molar- 44
Constante de gas- 0.1885
Cp-1.67
Cv- 1.49
Relación presión temperatura de un gas ideal
La presión y la temperatura de un gas ideal están relacionadas entre sí por la ecuación dada en la siguiente sección:
PV = nRT
Dónde,
P es la presión del gas ideal
V es el volumen del gas
n es el número de moles de gas
R es la constante universal de los gases
T es la temperatura del gas en el sistema
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