Lleis dels Gasos: Boyle, Gay-Lussac, Charles i Teoria Cinètica

Pressió Atmosfèrica

La pressió atmosfèrica és la pressió que exerceix l'aire. 1 atm = 760 mmHg = 101.32 Pa.

Lleis dels Gasos

Llei de Boyle-Mariotte (1627-1691)

Quan un gas experimenta transformacions a temperatura constant, el producte de la pressió (P) que exerceix pel volum (V) que ocupa es manté constant. És a dir, P · V = constant; P1 · V1 = P2 · V2.

Aïllant P2: P2 = (P1 · V1) / V2. Això demostra que la pressió i el volum són inversament proporcionals (InvP). Si la pressió augmenta, el volum disminueix, i viceversa. Això passa perquè si el volum disminueix, les partícules de gas trigaran menys a xocar amb una paret, hi haurà més xocs per segon, i per tant, més pressió.

La gràfica de la pressió respecte al volum és una hipèrbola.

Llei de Gay-Lussac (1778-1850)

Quan un gas experimenta transformacions a un volum constant, el quocient entre la pressió (P) que exerceix i la seva temperatura absoluta (T) es manté constant. És a dir, P / T = constant; P1 / T1 = P2 / T2.

Aïllant T2: T2 = (T1 · P2) / P1. Això demostra que la pressió i la temperatura són directament proporcionals (DirP). Si hi ha més pressió i el volum és el mateix, significa que la temperatura (velocitat) ha augmentat, cosa que farà que hi hagi més xocs per segon i, per tant, més pressió.

La representació gràfica de la pressió respecte de la temperatura absoluta és una recta que passa pel punt (0,0).

Llei de Charles (1746-1823)

Quan un gas experimenta transformacions a pressió constant, el quocient entre el volum (V) del gas i la seva temperatura absoluta (T) es manté constant. És a dir, V / T = constant; V1 / T1 = V2 / T2.

Aïllant T2: T2 = (V2 / V1) · T1. Això demostra que el volum i la temperatura són directament proporcionals (DirP). Si el volum augmenta, la temperatura augmenta, i viceversa. Això passa perquè si el volum disminueix, les partícules de gas trigaran més a xocar, per tant hi haurà més xocs per segon i, per tant, més pressió.

La representació gràfica del volum respecte de la temperatura absoluta és una recta que passa pel punt (0,0).

Teoria Cinètica dels Gasos

La teoria cinètica dels gasos suposa que els gasos:

• Estan formats per partícules molt petites que estan separades les unes de les altres.
• El volum de les partícules és molt més petit que el volum del recipient. Podem suposar que cada partícula es mou per tot el volum del recipient.
• No hi ha forces d’unió entre les partícules d’un gas. Per això es mouen amb total llibertat.
• Les partícules del gas es mouen en línia recta. Només canvien de direcció quan xoquen amb una altra partícula o amb les parets. Després del xoc, les partícules es mouen en una altra direcció, però amb la mateixa rapidesa.
• La pressió que exerceix el gas és una mesura del nombre de xocs per segon de les seves partícules contra les parets del recipient.
• La temperatura absoluta del gas és proporcional a la velocitat de les partícules que el formen; com més gran sigui la seva velocitat, més gran serà la temperatura.

Unitats de Mesura

Volum: Es mesura en unitats de capacitat (L, mL). En el SI es mesura en m³, però sovint s'utilitzen submúltiples, com el dm³ o el cm³. 1 m³ = 10³ L, 1 dm³ = 1 L, 1 cm³ = 1 mL.

Temperatura: Per mesurar-la s'utilitza el termòmetre. Normalment s'utilitza en graus Celsius, tot i que la unitat del SI és el Kelvin, que correspon a l'escala absoluta de temperatures.

Pressió: Es mesura amb un aparell anomenat manòmetre. La unitat del SI per a la pressió és el Pascal, però en els estudis de gasos és més freqüent utilitzar com a unitat l'atmosfera o el mil·límetre de mercuri (mmHg).