"GAS IDEAL DESCRIPCIÓN MACROSCÓPICA Y MICROSCÓPICA"

LEY GENERAL DE LOS GASES

La  termodinámica se ocupa solamente de variables macroscópicas tales como presión, temperatura y volumen. Sus leyes fundamentales no dicen absolutamente nada acerca del hecho que la materia está formada por átomos. En cambio la mecánica estadística, la cual se ocupa de los mismos campos de la ciencia de que trata la termodinámica, presupone la existencia de átomos

Al aplicar entonces las leyes de la mecánica estadísticamente , y encontramos que estamos en la posibilidad de expresar todas las variables termodinámicas  como ciertos promedios de propiedades atómicas

GAS IDEAL DESCRIPCIÓN MACROSCÓPICA

Experimentalmente encontramos que, a densidades suficientemente bajas , todos los gases tienden a mostrar una cierta relación sencilla entre las variables termodinámicas, P (presión), T (temperatura) y V (volumen). Esto sugiere el concepto de un gas ideal, que sería un gas que tuviera el mismo comportamiento simple en todas las condiciones , es una definición termodinámica de un gas ideal

Dada una masa m de un gas cualquiera en un estado de equilibrio térmico podemos medir la presión, temperatura y volumen. Para valores suficientemente bajos de la densidad, los experimentos hacen ver que:

1. Para una masa dada de gas que se conserva temperatura constante, la presión es inversamente proporcional al volumen (Ley de Boyle)

2. Para una masa dada de gas que se conserva a presión constante, el volumen es directamente proporcional a la temperatura (Ley de Charles y Gay-Lussac)

Se pueden resumir estos dos resultados experimentales mediante la relación

PV/ T = una constante (para una masa dada de gas)

El volumen ocupado por un gas a una presión y temperatura dadas es proporcional a su masa. Asi que la constante de la ecuación anterior debe de ser también proporcional a la mas del gas. Por consiguiente escribiremos la constante como el producto μR, siendo  μ la masa del gas en moles y R una constante que se debe determinar experimentalmente para cada gas.

Para densidades suficientemente bajas  R tiene el mismo valor para todos los gases:

R= 8.314 joules/mol K° = 1.986 cal/ mol K °

Por lo tanta la ecuación quedaría así

PV=  μRT

GAS IDEAL DESCRIPCIÓN MICROSCÓPICA

Desde el punto de vista microscópico definimos a un gas ideal haciendo las siguientes suposiciones; será después nuestro propósito aplicar las leyes de la mecánica clásica estadísticamente a las átomos de gas.

1. Una gas está formado de partículas llamadas átomos.
2. Las moléculas se mueven al azar y obedecen las leyes de Newton del movimiento.
3. El número total de moléculas es grande.
4. El volumen de las moléculas  es una fracción sumamente pequeña  del volumen ocupado por el gas.
5. No obran fuerzas apreciables sobre las moléculas salvo durante un choque.
6. Los choques son elásticos y de duración insignificante.

Resnick R. y Halliday D. (1977), Física Parte I, ed. 12a, México, Editorial C.E.C.S.A,