teoria cinetica de los gases y termodinamica
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I.E.P. “LAS PALMAS NUEVA ESPERANZA”
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BARRANCA ****
ELAS PALMAS
NUEVA ESPERANZA
BARRANCA
TEORIA CINETICA DE LOS GASES Y TERMODINAMICA LEYES DE LOS GASES IDEALES
01. LEY DE BOYLE Siempre que la masa y la temperatura de un gas se
mantengan constantes, el volumen del gas es inversamente proporcional a su presión absoluta.
PV = constante La ley de Boyle será:
2211 VPVP
P: Presión absoluta, en Pa . . . .
2m
N.....Pa
V: Volumen del gas, en m3 02. LEY DE CHARLES: Siempre que la masa y la presión de un gas se
mantienen constantes, el volumen del gas es directamente proporcional a su temperatura
absoluta. constanteT
V
2
2
1
1
T
V
T
V
2
2
1
1
T
V
T
V
V: Volumen del gas, en m3 T: Temperatura absoluta del gas, en K 03. LEY DE GAY-LUSSAC: Si el volumen de cierto gas permanece constante,
la presión del gas es directamente proporcional a su temperatura absoluta.
constanteT
P
2
2
1
1
T
P
T
P
2
2
1
1
T
P
T
P
P: presión absoluta, en Pa T: temperatura absoluta, en K
04. LEY GENERAL DE LOS GASES: - La ley de Boyle requiere que la temperatura
sea constante. - La ley de Charles exige que la presión sea
constante, y - La ley de Gay - Lussac necesita un volumen
constante. Existe una fórmula que combina estas tres leyes en
una ecuación general.
2
22
1
11
T
VP
T
VP
P: presión absoluta del gas, en Pa V: volumen del gas, en m3 T: temperatura absoluta del gas, en K. 05. ECUACION DE ESTADO DE UN GAS IDEAL PV = nRT Unidades en el SI: P: presión absoluta, en Pa V: volumen del gas, en m3 n: número de moles, en mol T: temperatura absoluta, en K R: constante universal de los gases
K . mol
J31,8R
06. TERMODINAMICA La termodinámica es la ciencia que se encarga
solamente del estudio de las transformaciones del calor en trabajo.
07. EQUIVALENTE MECANICO DEL CALOR:
Q
WJ donde Q . JW
J = Factor de conversión
08 EQUILIBRIO TERMICO (Temperatura de una mezcla)
Calor Ganado = Calor Perdido 09. TRABAJO REALIZADO POR UN GAS IDEAL:
a) Proceso isobárico (p = constante)
W = p.V = nR.T
b) Proceso isovolumétrico (V = constante)
W = 0 c) Proceso isotérmico (T = constante)
T T V1
V2
P1
P2
Estado 1 Estado 2
T1 V1
P
Estado 1
T2 V2
P
Estado 2
T1 V
P1
Estado 1
T2 V
P2
Estado 2
d) Proceso adiabático (Q = 0)
Nota: En un gráfico presión - vs - volumen, el área bajo la curva concuerda con el trabajo realizado, el cual será de signo positivo si se trata de un proceso de expansión (incremento de volumen), y negativo si el proceso de es compresión.
10. PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA a) Para procesos: “El calor que gana o pierde
un sistema durante un proceso se utiliza para realizar trabajo y/o cambiar su energía interna”.
Q = W + U
b) Para ciclos: “El calor neto que gana o pierde un sistema durante un ciclo se convierte en trabajo neto”.
Qneto = Wneto
11. MAQUINA TERMICA Absorbe calor para convertirlo en trabajo, y su
eficiencia viene dada por:
A
B
A
BA
sum
neto
Q
Q1
Q
Q
Wn
12. SEGUNDA LEY DE LA TERMODINAMICA “Es imposible que una máquina térmica sea 100%
eficiente, de manera que durante un ciclo termodinámico trabaje con una sola fuente de calor y lo convierta íntegramente en trabajo”.
13. CICLO DE CARNOT 01.Eficiencia de una máquina térmica que desarrolla el ciclo de Carnot
ABC TT1n
0.2 Relación de Kelvin
A
B
A
B
T
T
Q
Q
Representación esquemática de la eficiencia de una máquina térmica.
Foco caliente
Foco frío
Q1
Q2
T1
T2
WM.T.