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Las leyes de los gases - Contenido educativo - Contenido educativo - Contenido educativo

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Subido el 11 de octubre de 2020 por Guillermo M.

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Hola, voy a explicarte en este vídeo las leyes de los gases. 00:00:01
Lo primero que te quiero contar es esto que aparece aquí, gas ideal. 00:00:05
¿Qué es un gas ideal? Es un gas en el que no existen fuerzas de cohesión. 00:00:10
Recuerda la cuarta hipótesis de la teoría cinético-molecular que hemos estudiado, 00:00:14
que dice que las partículas del gas solo interactúan entre sí en los choques. 00:00:19
Por lo demás, ni se atraen ni se repelen. 00:00:25
No existen fuerzas de cohesión entre las partículas del gas, ¿vale? 00:00:27
Ese es un gas ideal. 00:00:33
Un gas ideal es un gas en el que las partículas no interactúan entre ellas, ¿vale? 00:00:34
Ahora, ¿cómo vamos a caracterizar un gas ideal con esto que te he puesto aquí? 00:00:40
Lo vamos a hacer a través de su presión, de su temperatura y de su volumen. 00:00:44
Además, vamos a suponer una cantidad fija de gas. 00:00:52
Por ejemplo, imaginamos que tenemos oxígeno que está a una presión de una atmósfera a una temperatura de 150 kelvins y ocupa un volumen de 5 litros. 00:00:55
Vamos a trabajar con estas variables, presión, temperatura y volumen. 00:01:10
Ahora, esto que acabo de marcar, presión, temperatura y volumen, es lo que se conoce como estado del gas. 00:01:15
No lo confundáis, no tiene nada que ver 00:01:23
Lo estoy escribiendo aquí, pero no es lo que voy a poner 00:01:33
No tiene nada que ver con el estado de agregación 00:01:35
No lo confundas 00:01:40
El estado de agregación de la materia es sólido, líquido, gaseoso 00:01:42
Lo que estoy poniendo aquí es el estado de un gas 00:01:48
¿De acuerdo? 00:01:51
¿Vale? Imaginad que tengo a una temperatura de 200 K, un gas que está sometido a una presión de 2 atmósferas y ocupa un volumen de 1 litro. 00:01:52
Bueno, pues este es un estado del gas. Y ahora supongamos que la temperatura se mantiene constante y la presión aumenta a 4 atmósferas y el volumen disminuye a la mitad, 0,5 litros. 00:02:10
Este es otro estado del gas. ¿Cómo los voy a diferenciar? Pues con subíndices T1, P1 y V1, T2, P2 y V2. 00:02:25
¿Vale? Para diferenciar el estado 1 del estado 2, o estado inicial, estado 1 o estado inicial del estado 2. 00:02:35
Vale, vamos a ver las leyes de los gases. 00:02:48
Como te acabo de decir, vamos a trabajar con las variables presión, volumen y temperatura. 00:02:54
Y lo que vamos a ver son tres leyes. 00:03:02
Y en cada caso, en cada caso, en cada una de estas tres leyes, vamos a suponer que una de estas tres variables permanece constante, ¿vale? 00:03:03
Vamos a empezar por la primera. En la primera, que estudiaremos, es la ley de Boyle y Mariot, la temperatura es constante. 00:03:15
Entonces vamos a suponer el primer caso. La temperatura es, pongo CTE, quiere decir que es constante. 00:03:26
Imaginemos que tenemos una determinada cantidad de gas, como he dicho antes es una cantidad fija, en un recipiente. 00:03:36
y este recipiente tiene un émbolo móvil, es decir, que la tapita de aquí, que estoy representando, 00:03:44
este de aquí se puede mover, de tal manera que el volumen puede cambiar. 00:03:56
Este es el recipiente, puede cambiar. 00:04:07
Lo que tengo en el interior, como decía antes, es una cantidad fija de gas. 00:04:15
Ahora, este émbolo puede subir y bajar, ¿vale? Puede bajar o puede subir. 00:04:18
Vamos a ver qué es lo que ocurre. En todo momento, que feo me ha quedado, por cierto, en todo momento la temperatura es constante. 00:04:33
Bueno, pues, ¿qué pensáis? Es bastante intuitivo lo que ocurre. 00:04:41
Si la presión aumenta, es decir, este émbolo baja porque aumenta la presión, ¿qué pensáis que le ocurrirá al volumen? 00:04:46
Claro, si el émbolo baja, el volumen disponible es menor. El volumen disminuye. Y de manera análoga, si la presión disminuye, el volumen aumentará. 00:04:59
Y en todo momento, como decía, en todo momento la temperatura es constante. 00:05:12
Lo que dice esta primera ley, que ya le vamos a poner nombre, que es la ley, voy a poner aquí, ley de Boyle-Mariotte. 00:05:17
Lo que dice esta ley es que, siendo la temperatura constante, esto es lo que pongo aquí de CTE, la presión y el volumen de un gas son magnitudes inversamente proporcionales. 00:05:33
Proporcionales. ¿Qué rollo escribir así? Proporcionales. 00:06:22
Es lo que acabo de poner aquí. Si la presión aumenta, el volumen disminuye proporcionalmente. 00:06:28
Si la presión disminuye, el volumen aumenta proporcionalmente. ¿Vale? 00:06:36
¿Qué pasa si el volumen cambia? Si el volumen aumenta, la presión disminuye proporcionalmente. 00:06:40
Y si el volumen disminuye, la presión aumenta proporcionalmente. 00:06:45
Esto lo habéis estudiado en las matemáticas del año pasado. En el segundo de la ESO se estudian las magnitudes inversamente proporcionales y las magnitudes directamente proporcionales. 00:06:49
Si os acordáis, esto se escribía tal que así. Presión por volumen igual a una constante, K. 00:07:01
Esto describe una relación de magnitudes inversamente proporcionales, pero esto no nos interesa mucho. 00:07:14
¿Cómo vamos a trabajar nosotros? Pues supongamos un estado, estado 1, en este estado la presión del gas es P1 y el volumen del gas es V1. 00:07:22
Y supongamos un estado 2, ha cambiado la presión, ha cambiado el volumen, y en todo momento la temperatura, es la tercera vez que lo pongo, pero bueno, insisto, la temperatura es constante. 00:07:37
La ley de Boyle y Mariotte lo que dice es que P1 por V1 es igual a P2 por V2. 00:07:53
No sé si se verá esto muy grande o muy pequeñito. Lo voy a poner más grande, porque esto a lo mejor lo estás viendo en el móvil. 00:08:02
Presión inicial por volumen inicial es igual a presión final por volumen final. 00:08:11
Esta es la primera de las leyes de los gases ideales. 00:08:18
¿De acuerdo? Ley de Boyle y Mariotte. Lo voy a poner así. 00:08:23
Presión y volumen cuando la temperatura es constante son magnitudes inversamente proporcionales 00:08:27
Recuerda, la temperatura es constante 00:08:38
Vale, pues ya tenemos la primera de las leyes 00:08:42
Creo que no es muy complicada 00:08:47
Las otras dos tampoco lo son 00:08:48
Vale, vamos a por la segunda 00:08:51
Ahora, vamos a suponer que la presión es constante. 00:08:57
¿De acuerdo? No me gusta hacerlo aquí porque se ve la ley anterior, lo voy a poner aquí. 00:09:13
Vamos a suponer ahora que la presión es constante. 00:09:20
¿qué ocurrirá? 00:09:26
bueno, pues vamos a suponer 00:09:30
que en clase, en el laboratorio 00:09:32
calentamos un gas 00:09:37
un gas que estoy representando aquí 00:09:40
¿vale? 00:09:43
si la temperatura de este gas aumenta 00:09:48
el otro día, yo creo que esto lo hemos comentado en clase 00:09:51
si la temperatura del gas aumenta, ¿qué le pasa a las velocidades de las partículas? 00:09:54
De esto sí que hemos hablado. La velocidad de la partícula, de las partículas del gas, que es lo que estoy representando aquí, la velocidad de las partículas aumenta. 00:09:57
Y si la velocidad de las partículas aumenta, las partículas se mueven, como digo, más rápido, las partículas se separan. 00:10:08
¿Qué le pasa al volumen de un gas cuando aumenta su temperatura? Pues que el volumen aumenta, ¿vale? El gas se dilata. 00:10:16
Lo que dice entonces la segunda ley de los gases es que cuando la presión, si la presión es constante, CTE, para un gas ideal a presión constante, 00:10:25
la temperatura y el volumen del gas son magnitudes, hemos dicho que si aumenta la temperatura aumenta el volumen, pues son magnitudes directamente proporcionales. 00:10:42
Proporcionales. Esta ley se llama Primera Ley de Charles y Gay-Lussac. Es la segunda ley de los gases ideales, pero es la primera ley de Charles. 00:11:06
En algunos libros pone directamente ley de Charles. Si esta es la primera ley es porque habrá una segunda ley, si no no se llamaría así, ¿verdad? 00:11:40
Bueno, entonces dice esta ley que cuando la presión es constante, la temperatura y el volumen son magnitudes directamente proporcionales. 00:11:50
Esto, ¿cómo se escribe matemáticamente? 00:11:58
Bueno, pues, presión constante, temperatura y volumen magnitudes directamente proporcionales, 00:12:06
lo voy a escribir así, el cociente, volumen partido temperatura, es constante. 00:12:13
¿De acuerdo? 00:12:21
Si tengo, soy muy pesado, otra vez, a presión constante, 00:12:22
un gas que ocupa un volumen 1, el que sea, y está sometido a una temperatura 1, si cambia el volumen, cambia la temperatura. 00:12:27
¿Qué relación existe entre el volumen y la temperatura? 00:12:39
Bueno, pues que el cociente V partido por T es constante. 00:12:43
O dicho de otra manera, V1 partido por T1 es igual a V2 partido por T2. 00:12:46
Esta es la segunda ley de los gases ideales, que es la que se conoce como ley de Charles y K. Lussac. 00:12:54
Vale, ya solo queda una. 00:13:06
Vale. 00:13:15
La tercera y última ley. 00:13:17
Bueno, pues, fíjate. 00:13:21
Hemos dicho ley de Boyle y Mariot. 00:13:25
La temperatura es constante. 00:13:28
La presión y el volumen de un gas son magnitudes inversamente proporcionales. 00:13:32
La primera ley de Charles y Gay-Lussac, la presión constante, la temperatura y el volumen son magnitudes directamente proporcionales. 00:13:37
La última ley que vamos a ver, ¿qué tendrá constante? Pues lo que nos queda. 00:13:48
Como te estaba diciendo, en esta ley temperatura constante, en esta ley presión constante, en la que nos queda lo que va a ser constante es el volumen, ¿vale? 00:13:55
Vamos a verla. 00:14:07
Esta ley es la segunda ley de Charles y K. Lussac. 00:14:11
Bueno, esta ley describe el comportamiento de un gas ideal cuando el volumen es constante. 00:14:27
Imagina una bombona de butano. 00:14:51
Una bombona de butano, a ver si soy capaz de dibujarla. 00:14:56
Algo así, luego es algo así. 00:15:07
Me quedo un poco fea, pero bueno. 00:15:26
Imagina esta bombona de butano. 00:15:28
¡Qué fea, eh! No me gusta nada. 00:15:31
Muy fea, muy fea. 00:15:34
Vamos a ver. 00:15:36
Algo así. 00:15:49
Tiene aquí sus huequines, ¿verdad? 00:15:51
Y luego tiene aquí la válvula. 00:15:54
Bueno, esto ya me gusta algo más. 00:15:58
Imagina esta bombona de butano. 00:16:00
En esta bombona de butano el volumen es constante. 00:16:02
No cambia, ¿verdad? 00:16:06
Entonces, ¿qué les pasa a las otras dos variables? ¿Qué les pasa a la presión de la bombona y a la temperatura? 00:16:09
Cuando cambia la presión, ¿cómo cambia la temperatura? Esto se ve muy bien. 00:16:19
¿Qué le pasa a la presión cuando cambia la temperatura? ¿Qué relación existe entre estas dos? 00:16:23
Si la temperatura aumenta, estoy hablando mucho para decir algo que ya sabes. 00:16:30
Si la temperatura aumenta, la presión aumenta, ¿vale? Y el volumen, como te decía, es constante. 00:16:35
Entonces, lo que dice esta segunda ley de Charles dice que cuando el volumen es constante, el volumen de un gas ideal, 00:16:42
la presión y la temperatura del gas son magnitudes directamente proporcionales. 00:16:52
Si la presión aumenta, la temperatura aumenta. Si la presión disminuye, la temperatura disminuye. Y ocurre lo mismo. Si la temperatura aumenta, la presión aumenta. 00:17:13
Cuando uno aumenta, la otra lo hace proporcionalmente. Es decir, el cociente presión partido temperatura es constante. 00:17:39
O como escribimos nosotros la ley. Imaginad que siendo el volumen constante, tengo un gas que está sometido a una presión 1 y tiene una temperatura T1. 00:17:50
1 y cambia su presión, por lo tanto cambia su temperatura. ¿Cómo se relacionan estas 00:18:05
presiones y estas temperaturas? De esta manera. P sub 1 partido T sub 1 igual a P sub 2 partido 00:18:12
T sub 2. Esta es la tercera ley de los gases ideales que estudiamos. Es la segunda ley 00:18:20
de Charles y Gay-Lussac. Vamos a ponerlo un poco más bonito. Estas son las tres leyes 00:18:26
de los gases tal cual. Con estas tres leyes vamos a hacer unos cuantos ejercicios, vamos 00:18:33
a practicar. En el siguiente vídeo voy a hacer algunos ejemplos. Son ejemplos del libro 00:18:40
que he encontrado en el libro y os pasaré esta semana una ficha con ejercicios. Hay 00:18:48
que practicar aquí, como se trata de resolución de problemas, lo que tenemos que hacer es 00:18:55
practicar un montón. Termino de dejarlo así bonito. Así, así, así. Y ya está. 00:19:01
Las leyes de los gases son estas tres que hemos estudiado. La primera de ellas, ley 00:19:10
de Boyle y Mariotte, que dice que cuando la temperatura es constante, la presión y el 00:19:15
volumen de un gas son magnitudes inversamente proporcionales. P1 por V1 es igual a P2 por 00:19:21
V2. La segunda ley que hemos estudiado, que me llevo esto, es la primera ley de Charles 00:19:27
y Gay-Lussac. Si la presión es constante, la temperatura y el volumen son magnitudes 00:19:33
directamente proporcionales. V1 partido T1 es igual a V2 partido T2. Y la tercera, que 00:19:38
es la segunda ley de Charles y Gay-Lussac, dice que si el volumen es constante, la presión 00:19:47
y la temperatura son magnitudes directamente proporcionales. 00:19:53
P sub 1 partido T sub 1 es igual a P sub 2 00:19:57
partido T sub 2. ¿Vale? Ahora, 00:20:01
creo que no son complicadas estas leyes, ahora 00:20:05
haremos algún ejercicio, y en todo caso, ¿cómo sé yo 00:20:09
o cómo recuerdo yo que la segunda ley es esta 00:20:13
y no es esta? ¿Cómo no confundirlas? Bueno, pues por ejemplo, lo que yo digo 00:20:16
siempre, la primera ley es la de la presión, con P de primera es la de la presión constante. 00:20:21
Y ya recordamos que la segunda ley es la otra, la del volumen constante, ¿vale? La ley de 00:20:35
Boyle y Mariot, bueno, es la primera que hemos visto, la de la temperatura constante, ¿vale? 00:20:40
Como decía, vamos a hacer ejercicios de esto. Vete al siguiente vídeo y verás algún ejemplillo, ¿vale? Venga, hasta luego. 00:20:46
Subido por:
Guillermo M.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Sin obra derivada
Visualizaciones:
286
Fecha:
11 de octubre de 2020 - 9:37
Visibilidad:
Público
Centro:
IES SOR JUANA DE LA CRUZ
Duración:
20′ 57″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1092x614 píxeles
Tamaño:
32.79 MBytes

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