ESO Ciències de la naturalesa edu365.cat


 
Exercicis i problemes 2n cicle Gasos   ?
 
 

Gasos

Els gasos es caracteritzen per les seves propietats: són fluids i adopten la forma del recipient on són ja que ocupen sempre tot l'espai disponible. Són fàcilment compressibles quan se'ls aplica pressió i, si s'escalfen, es dilaten molt.

Aquestes propietats s'expliquen mitjançant la teoria cineticomolecular. Per tal que aquesta teoria ens resulti senzilla, cal definir el concepte de gas ideal que compleix que:

  1. El volum de les seves molècules és negligible en comparació amb el volum que ocupen.
  2. Les molècules es mouen en línia recta i en totes direccions ja que la força d'atracció entre elles és molt petita.
  3. En el seu moviment, les molècules xoquen entre elles de manera elàstica (sense perdre energia) i contra les parets del recipient on es troben. Aquests xocs contra les parets són la causa de la pressió que exerceixen els gasos.
Els gasos ideals compleixen les següents lleis:

  • Llei de Boyle i Mariotte: Per a qualsevol quantitat d'un gas, el volum que ocupa és inversament proporcional a la pressió a la que es troba, sempre que la temperatura es mantingui constant.
    És a dir, a temperatura constant, si augmenta la pressió disminueix el volum del gas.
    Matemàticament s'expressa així:

    P · V = constant          o          P1 · V1 = P2 · V2

  • Primera llei de Charles i Gay Lussac: A pressió constant, el volum d'un gas és proporcional a la seva temperatura.
    És a dir, a pressió constant, el volum del gas augmenta amb la temperatura.
    Matemàticament s'expressa així:



  • Segona llei de Charles i Gay Lussac: A volum constant, la pressió d'un gas és proporcional a la seva temperatura.
    És a dir, a volum constant, la pressió del gas augmenta amb la temperatura.
    Matemàticament s'expressa així:



    Aquestes tres lleis es poden combinar en una única expressió que s'anomena llei general dels gasos:



    Per poder treballar amb les expressions anteriors s'ha d'utilitzar sempre el Kelvin (K) com a unitat de temperatura. Recorda que T(K) = T(oC) + 273.

    Per a pressió i volum és recomana utilitzar les unitats del SI: El volum en metres cúbics (m3) i la pressió en pascal (Pa).

    Per mesurar el volum, també es pot fer servir el decímetre cúbic (dm3) i com a unitat de pressió, l'atmosfera (atm).
    1 dm3 = 10 - 3 m3              1 atm = 101.300 Pa

    Un gas està en condicions normals (cn) quan la seva temperatura és 0 oC (273 K) i la pressió 1 atm (101.300 Pa).

    Exemple

    S'han mesurat 4 m3 de diòxid de carboni (CO2) en condicions normals. Quin volum ocuparà la mateixa massa de gas a 20 oC i 80.000 Pa?

    El primer que cal fer és calcular els valors de les dades en unitats del SI:

    Condicions inicials
    V1 = 4 m3
    T1 = 0 oC = 273 K
    P1 = 1 atm = 101.300 Pa
     
    Condicions finals
    V2 = ?
    T2 = 20 C = 293 K
    P2= 80.000 Pa

    Per resoldre el problema, s'ha d'aplicar la llei general dels gasos i aïllar la incògnita V2:

    I, a continuació, ja es poden escriure els valors de les dades i fer els càlculs per trobar la incògnita. Per fer-ho, arrossega cada valor cap al seu lloc:



Enunciats   Autoavaluació
Autors: Jordi Carvajal i Joan Aragonés