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La ecuación de estado de gas ideal PV = nRT es esencial en termodinámica para relacionar presión, volumen y temperatura de gases. La constante universal de los gases (R) y la masa molar (M) son claves en este contexto. Aunque es una idealización, esta ecuación permite cálculos precisos en condiciones de baja presión y alta temperatura, mientras que el factor de compresibilidad (Z) ayuda a entender las desviaciones en gases reales.
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La ecuación de estado de un gas ideal establece una relación entre la presión, el volumen y la temperatura de un gas
PV = nRT
La ecuación de estado de un gas ideal se expresa comúnmente como PV = nRT
La ecuación de estado de un gas ideal asume que las partículas del gas no ejercen fuerzas entre sí y que el volumen ocupado por las partículas es despreciable en comparación con el volumen del contenedor
La constante universal de los gases (R) es una constante física que aparece en la ecuación de estado de los gases ideales y tiene un valor de aproximadamente 8.314 J/(mol·K) en unidades del Sistema Internacional
Definición de masa molar
La masa molar (M) de una sustancia es la masa de un mol de esa sustancia, expresada en gramos por mol o kilogramos por kilomol
Cálculo de la masa de una muestra de gas
Para calcular la masa de una muestra de gas, se multiplica la masa molar por el número de moles presentes en la muestra
La ecuación de estado de gas ideal es una herramienta versátil en termodinámica y se aplica para predecir y relacionar las propiedades termodinámicas de los gases en diferentes condiciones
Bajas presiones y altas temperaturas
La ecuación de gas ideal proporciona una aproximación razonable para el comportamiento de los gases bajo condiciones de baja presión y alta temperatura
Desviaciones del comportamiento ideal
Para gases a altas presiones o bajas temperaturas, especialmente cerca de la fase líquida, las desviaciones del comportamiento ideal son significativas y se requieren correcciones o ecuaciones de estado más complejas
El factor de compresibilidad (Z) es una medida de cuánto se desvía el comportamiento de un gas real del de un gas ideal
El factor de compresibilidad se calcula como Z = PV/(nRT), donde los valores de P, V y T corresponden a las condiciones reales del gas
Punto crítico del gas y región de saturación
Las desviaciones del comportamiento ideal son más notables cerca del punto crítico del gas y en la región de saturación
Correcciones para gases reales
Para gases reales, se pueden utilizar gráficos de compresibilidad generalizados o ecuaciones de estado más complejas para estimar el factor de compresibilidad y corregir la ecuación de estado
El principio de estados correspondientes postula que gases a la misma temperatura y presión reducidas tendrán propiedades similares
La carta de compresibilidad generalizada es una herramienta basada en el principio de estados correspondientes que permite estimar el factor de compresibilidad Z para diferentes gases en diversas condiciones
La carta es especialmente útil cuando no se dispone de datos experimentales detallados y proporciona una estimación razonable del comportamiento de los gases reales en una amplia gama de condiciones
00
En la ecuación de estado de un gas ideal, ______ representa la constante universal de los gases.
R
01
Constante universal de los gases (R)
Valor aproximado de 8.314 J/(mol·K), clave en la ecuación de estado de los gases ideales.
02
Ecuación de estado de los gases ideales
Relación matemática que incluye la constante R para predecir el comportamiento de un gas ideal.
