Modelo Físico Molecular
A B C
Características:
Existe presencia de moléculas
Las moléculas tienen movimiento
Las moléculas tienen fuerza de cohesión
Existen interacciones entre las moléculas
Existe temperatura entre las moléculas
Tienen movimiento aleatorio
Tienen movimiento elástico
Existe espacio intermolecular
Las moléculas tienen movimiento uniforme
Las moléculas tienen movimiento rectilíneo
Las Moléculas no ocupan todo el volumen del cuerpo, entre ellas existen
espacios intermoleculares cuyas dimensiones varían. Los
estados de la materia son aplicables a todas las sustancias. El núcleo
físico de las sustancias nos indican que en un sólido
sus moléculas son compactas, en un líquido son semicompactas y en un gas
totalmente separadas.
22/ago./2013
Teoría Cinética Molecular
En el año de 1848, el científico Joule reconociendo los trabajos de Heraphtaff,
intenta revivir las ideas básicas de la teoría cinética molecular, inicialmente
su esfuerzo no fue bien reconocido tal vez debido a su
prestigio, no paso mucho tiempo para que muchos científicos de renombre se
interesaran en investigar esta teoría. Esta teoría estudia el
movimiento de cohesión e interacción de dichos gases. Los gases están
constituidos por moléculas independientes como si fueran esferas elásticas que están en
constante movimiento chocando entre si y contra las paredes del recipiente que las contiene.
26/ago./2013
sQue son los gases?
Son cuerpos que no tienen forma ni volumen propio,
toman el volumen y la forma del
recipiente que lo contiene, son comprensibles, se expanden, huyen, se difunden
unos con otros, sus moléculas están en constante movimiento.
Estos Gases se dividen en dos:
1. Gases Ideales
2. Gases Reales o Perfectos.
Gas Ideal
Características
Me permite hacer un cálculo hipotéticamente
Los gases idealeslos podemos encerrar en cualquier recipiente
Este tipo de gas debe de verificar a cualquier temperatura la ley de Boyle
Mariotte
Gas Ideal:
Se le considera un gas que se allá encerrado en un recipiente de volumen. El
gas debe verificar la ley de Boyle según la cual la presión y el volumen de un gas a una temperatura son inversamente proporcionales.
En un gas hipotético que permite hacer consideraciones
prácticas que facilitan hacer algunos cálculos matemáticos. Se le supone
contiene un número pequeño de moléculas, por tanto su
densidad es baja y su atracción molecular es nula.
Gas Real o Perfecto
Es un conjunto de numerables partículas pequeñísimas
llamadas moléculas, animadas de un rápido y elástico movimiento, algunos
ejemplos son: el oxígeno, el hidrogeno, el nitrógeno, el aire, etc., sus
movimientos ocupan un volumen determinado y existe atracción entre las mismas.
También se le llama gas perfecto y se le denomina así a los gases que cumplen a
cualquier temperatura con la ley de Boyle y Gay Lussac
27/ago./2013
Ley de Boyle Mariotte
El volumen de un gas varía en razón inversa a la presión que soporta cuando la
temperatura permanece constante.
Formula: P1 V1 = P2 V2
P1 = Presión inicial
V1 = Volumen inicial
P2 = presión inicial
V2 = Volumen inicial
Ejemplo: Que volumen ocuparía un gas a nivel del mar, si a la presión
de 570mm tiene un volumen de 600lbs.
P1 = 570mm Despeje. Sustitución.
V1 = 600lbs V2 = (570mm) (600lbs)
P2 = 760mm Hg 760mm
V2 =? Operaciones. 450 V2 = 342000
570 X 760 342000 760
6003800
342000 0000
Un gas ocupa un volumen de 300cm3 a la presión de 5 atm. sA qué presión se
necesita colocar para tener un volumen de 500cm3?
P1 = 5 Atmosferas
V1 = 300cm3
P2
V2 = 500cm3
Despeje Sustitución Operaciones
P2 = (5 atm.) (300 cm3) 300X
500cm3 5
1500
1500atm. /cm3 3
500cm3 500 1500
0000
30/ago./2013
Ley de Gay-Lussac
El volumen que un gas ocupa es proporcional a su
temperatura si la presión se mantiene constante.
Formula:
A que temperatura debe encontrarse un gas para que ocupe un volumen de 200 cm3,
si a 20°C ocupa un volumen de 100 cm3.
V1 = Volumen inicial
T1 = Temperatura final
V2 = Volumen final
T2 = Temperatura final
Formula p/convertir de °C ïƒ K
°k = °C + 273
°k = 20 + 273
°k = 293
Datos:
V1 = 100cm3
T1 = 20°C
V2 = 200cm3
T2 =? = 586 °K
Despeje
T 2= T1 V2
V1
Sustitución
T2 = (293°K) (200cm3)
100cm3
T2 = 58600
100
Operaciones
293 x
200
000
000
586
58600
586100 | 58600
0860
0600
000
Que volumen ocupara un gas a 87°C si a 33°C ocupa un volumen de 250cm3
V1 = 250 cm3
T1 = 33°C= 306°k
V2 =? = 294.11cm3
T2 = 87°C = 360°k
Despeje: V2 = V1T2
T1
Sustitución: V2 = (250cm3) (360) V2 = 90000
306°K 306
294.11
Operaciones: 250X 306|90000
360
90000
Que volumen ocupara un gas a 87°C si a 33° C ocupa un volumen de 250cm3
V1 = 250cm3
T1 = 33°C = 306°K
V2 =? = 294.11
T2 = 87°K = 360°K
Despeje
V2 = V1 T2
T1
Sustitución
V2 = (250cm3) (360°k)
306°K
V2 = 90000
306
Operaciones
250 X
360
000
1500
750
90000
294.11
306|90000
Ley de Charles
Ley que afirma que el volumen de un gas ideal a la presión constante es
proporcional a su temperatura.
Formula:
Ejemplo: un gas se encuentra a la presión de 2 atm., a la temperatura de 27°C
sa qué temperatura adquiere si se le aplica una presión de 2280 cm Hg?
P1 = 2 atm.
T1 = 27°C = 300°K
P2 = 2280cm Hg = 30 atm.
T2 = 4500°K
Despeje
T2 = T1 P2
P1
Sustitución
T2 = (300°K) (30atm.)
2 atm.
T2 = 9000
2
Operaciones
300X
30
900
4500
2|9000
Un gas produce una presión de 4atm. A la temperatura
de 47°C sQué presión produce a la temperatura de 127°C?
P1 = 4atm.
T1 = 47°C = 320°K
P2 = 5atm.
T2 = 127°C = 400°K
Despeje:
P2 = P1 T2
T1
Sustitución
P2 = (4 atm.) (400°K)
320° K
P2 = 1600
320
Operaciones
400X
4
1600
5
320 |1600
00Diferencias de un sistema mecánico y un sistema termodinámico
Sistema Termodinámico
Estudia las variaciones de la energía interna de un sistema que se produce en
el intercambio de calor y trabajo de este con el medio que lo rodea. La
termodinámica relaciona magnitudes macroscópicas como la temperatura,
presión de un gas, etc. Con otras microscópicas como la velocidad de
las partículas que lo forman.
Sistema Mecánico
Estudia el movimiento de los cuerpos (cinemática), las causas que lo producen
(dinámica) y las condiciones de equilibrio (estática).
04/sep./2013
Energía Térmica
Existen varias fuentes de energía térmica pero nuestra
principal fuente natural es el sol, la energía radiante del sol se debe a las reacciones nucleares
que se producen en su interior. Actualmente se aprovecha esa energía térmica
para la calefacción de aguas destinadas al uso
doméstico, como
en algunos edificios y también para el funcionamiento de diversas clases de
motores.
El fuego puede calentar el agua, aumentar su temperatura y hasta transformarla
desde el estado sólido al estado gaseoso, pasando por el líquido sin haberle
aplicado una fuerza ni haberla desplazado distancia alguna.
Movimiento Térmico
Este es el movimiento interno cinético molecular de cada cuerpo.
Ley de Pascal
Es la presión en un fluido hidráulico estático en un
sistema cerrado es la misma en todos los puntos.
Presión
Fuerza que ejerce un cuerpo sobre la superficie donde
se encuentra. Es también la fuerza por unidad de área, donde
la fuerza es perpendicular a la superficie, esta se mide en pascales que es
forma más precisa de medir. Su fórmula es .
Un pascal es igual a 1 Newton sobre metros cuadrados.
Un kilo Pascal es igual a 1000 pascales.
La expresión matemática de la presión indica que: cuanto mayor sea la fuerza
aplicada, mayor será la presión para una misma área, así pues, cuando la fuerza
aumente el doble, también la presión se incrementa en lamisma proporción; es
decir, al doble; si la fuerza aumenta al triple la presión se incrementa al
triple, siempre y cuando área sobre la que actúa la fuerza no barre.
Cuando se aplica una misma fuerza pero el área aumento; la
presión disminuye de manera inversamente proporcional al incremento de dicha
área. Por tanto si el área aumento al doble la presión
desciende a la mitad.
Pero si el área en que actúa una fuerza disminuye a la mitad; la presión
aumenta al doble y si el área se reduce a la tercera parte de su valor la
presión se incrementa al triple; en conclusión la fuerza es directamente
proporcional a la presión y esta es inversamente proporcional al área.
Calor
Prácticamente el calor es una energía que pasa de un
cuerpo a otro cuando tiene diferentes temperaturas; con frecuencia hemos tenido
la oportunidad de decir, que cierto cuerpo es frio o caliente ya que nuestros
sentidos nos permiten distinguir el frio del
calor por lo menos relativamente.
Desde tiempos más remotos se ha interesado el hombre en este
fenómeno, como
no lo demuestra la historia de la calefacción y el vestido, sin embargo, no
empezó sino hasta hace relativamente poco tiempo al tratar de determinar las
causas que lo producen.
En el año de 1721 se emitió una teoría de que el calor estaba
constituido por una sustancia llamada caloríficos y que al penetrar en el
cuerpo lo calentaba. Esta teoría fue desecha años
después para dar paso a la teoría actual que explica el calor suponiéndolo una
forma especial de energía.
La dilatación en lineal
Es el aumento de longitud que experimenta un cuerpo al
ser calentado.
La dilatación Volumétrica.
Es el aumento en volumen que experimenta un cuerpo al
aumentar su temperatura, esto implica que el aumento en largo, ancho y alto.
La dilatación en líquidos
Todos los líquidos se dilatan o se contraen al sufrir variaciones en la
temperatura.
Coeficiente de dilatación lineal
Es el aumento en la longitud que experimenta una varilla de un metro de largo
al elevar su temperatura 1°C
Formula
Lf = L1 [1 + K (T2 – T1)]
