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Cuáles son las propiedades de los gases

Como seguramente ya sepas, los estados de la materia son tres: líquido, sólido y gaseoso. A este último nos referiremos hoy; haremos un análisis un poco más profundo y exhaustivo sobre cuáles son las propiedades de los gases, teniendo en cuenta que allí las moléculas están ampliamente separadas. Resulta, entonces, que el volumen V total ocupado por el gas dependerá de una presión P, una temperatura T y la cantidad de moléculas alojadas en él.

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Comportamiento de los gases

Ahora sí veamos a qué hacen referencia las propiedades de la materia en estado gaseoso:

  • Se adaptan a la forma y el volumen del recipiente que los contiene. En caso de escapar de ese recipiente, el gas se expande o se comprime ocupando todo el volumen y la forma del nuevo espacio.
  • Se comprimen con gran facilidad debido a los espacios intermoleculares, los cuales permiten que las moléculas puedan acercarse unas a otras reduciendo su volumen al máximo tras aplicar una determinada presión.
  • Se pueden difundir con facilidad, y esto se debe a la nulidad de una fuerza de atracción intermolecular entre las partículas.
  • Se pueden debido a que la energía cinética promedio de sus moléculas es directamente proporcional a la temperatura aplicada.

Gaseoso

Como dijimos más arriba, existen una serie de variables que afectan el comportamiento de los gases y ellas son:

  • PRESIÓN. Se trata de la fuerza ejercida por unidad de área. En los gases, la presión actúa de manera uniforme sobre todos los lugares del recipiente. Por ejemplo, la presión atmosférica es la fuerza ejercida por la atmósfera sobre los cuerpos que se encuentran en la superficie terrestre.
  • TEMPERATURA. Medida de la intensidad del calor, siendo éste una forma de energía que puede medirse en unidades de calorías. Si ponemos en contacto un cuerpo frío con uno caliente, el calor fluirá del caliente al frío.
  • La temperatura de un gas es proporcional a la energía cinética media de las moléculas de gas. A mayor energía cinética mayor temperatura y viceversa. La temperatura de los gases se expresa en grados kelvin.
  • CANTIDAD. La cantidad de un gas puede ser medida en unidades de masa, más precisamente en gramos. También puede pensarse en número de moles de sustancia, la cual puede ser medida dividiendo el peso del gas por su peso molecular.
  • VOLUMEN. Es el espacio ocupado por un cuerpo.
  • DENSIDAD. Es la relación que se establece entre el peso molecular en gramos de un gas y su volumen molar en litros.

Cuando pensamos en los gases, tenemos que tener en cuenta la idea de gas real y gas ideal, dos conceptos básicos de la física que se emplean con frecuencia en la realidad. Veamos.

Estado gaseoso 4

Cuando hablamos de gas ideal debemos pensar en aquellos gases que cumplen con las condiciones ordinarias (estipuladas) de temperatura y presión; ahora bien, si la temperatura es muy baja o la presión muy elevada, las propiedades de los gases reales se desvían en forma considerable de las de gases ideales.

Hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros gases similares (de composición X2) se comportan como gases reales debido a que no se ajustan a las suposiciones planteadas de presión y temperatura ideal de los gases ideales. Veamos cuáles son sus características:

  • Un gas esta formado por partículas llamadas moléculas. Dependiendo del gas, cada molécula está formada por un átomo o un grupo de átomos. Si el gas es un elemento o un compuesto en su estado estable, consideramos que todas sus moléculas son idénticas.
  • Las moléculas se encuentran animadas de movimiento aleatorio y obedecen las leyes de Newton del movimiento. Las moléculas se mueven en todas direcciones y a velocidades diferentes. Cuando se calculan las propiedades del movimiento, se supone que la idea de Newton se puede aplicar a nivel microscópico.
  • El número total de moléculas es grande. La dirección y la rapidez del movimiento de cualquiera de las moléculas puede cambiar bruscamente en images (14)los choques con las paredes del recipiente contenedor o con otras moléculas. Al haber muchas moléculas, se supone que el gran número de choques resultante mantiene una distribución total de las velocidades moleculares con un movimiento aleatorio.
  • El volumen de las moléculas es una fracción muy pequeña del volumen ocupado por el gas. Si bien son muchas las moléculas presentes en un gas, las mismas son extremadamente pequeñas. Sabemos que el volumen ocupado por una gas se puede cambiar en un margen muy amplio, con poca dificultad y que, cuando un gas se condensa, el volumen ocupado por el mismo puede ser comprimido hasta dejarlo en forma líquida y llegar a ser miles de veces menor. Por ejemplo, un gas natural puede licuarse y reducir en 600 veces su volumen.
  • No actúan fuerzas apreciables sobre las moléculas, excepto durante los choques. En el grado de que esto sea cierto, una molécula se moverá con velocidad uniformemente los choques. Como hemos supuesto que las moléculas sean tan pequeñas, la distancia media entre ellas es grande en comparación con el tamaño de una de las moléculas. De aquí que supongamos que el alcance de las fuerzas moleculares es comparable al tamaño molecular.
  • Los choques son elásticos y de duración despreciable. En los choques entre las moléculas con las paredes del recipiente se conserva el ímpetu y (suponemos)la energía cinética. Debido a que el tiempo de choque es despreciable comparado con el tiempo que transcurre entre el choque de moléculas, la energía cinética que se convierte en energía potencial durante el choque, queda disponible de nuevo como energía cinética, después de un tiempo tan corto, que podemos ignorar este cambio por completo.