Relaciono en la siguiente rueda de atributos las propiedades de los gases con sus respectivos ejemplos (central: PROPIEDADES DE LOS GASES).
Difusión
- Los gases se mezclan espontáneamente entre sí, moviéndose las moléculas desde donde hay mayor concentración hacia donde hay menor concentración, hasta quedar uniformemente repartidas.
- Ejemplo: si abrimos un frasco de perfume en un salón, en pocos minutos todo el ambiente huele a perfume, aunque el frasco esté lejos; otro caso es el olor a café que se percibe en toda la casa.
- Base cinética: las moléculas del gas tienen gran velocidad y trayectorias aleatorias, por lo que atraviesan el espacio y se entremezclan con las del aire.
Ejemplos: el aroma del perfume que llena el ambiente; el olor del café que se percibe desde otra habitación; el mezclado del oxígeno con el nitrógeno en el aire.
Expansibilidad
- Un gas ocupa todo el volumen del recipiente que lo contiene, sin volumen propio definido.
- Ejemplo: al destapar una bombona de gas LICUADO, el gas se escapa y llena todo el salón; el helio de un globo se expandiría para ocupar la habitación si se rompiera el globo.
- Las moléculas se alejan entre sí hasta encontrar las paredes del recipiente, que es el volumen final ocupado.
Ejemplos: el gas de una bombona que ocupa todo el local al abrirse; el gas de un globo roto que se expande por el cuarto.
Dilatan y contraen
- Al aumentar la temperatura, las moléculas se mueven más rápido y se separan: el volumen aumenta (dilatación). Al disminuir la temperatura, se acercan: el volumen disminuye (contracción).
- Ejemplo: el aire dentro de las llantas del carro se dilata cuando el vehículo recorre muchos kilómetros y el neumático se calienta; y se contrae en las noches frías, por eso hay que revisar la presión cuando hace frío.
- Es la base del termómetro de gas y del principio de la Ley de Charles: V \propto T (volumen directamente proporcional a la temperatura en grados absolutos).
Ejemplos: el aire de los neumáticos que se dilata al calentarse en viajes largos y se contrae con el frío nocturno.
Comprensibilidad
- Al aplicar presión externa, las moléculas de un gas se acercan mucho, de modo que un gran volumen de gas puede reducirse a un volumen muy pequeño: los gases son fácilmente comprimibles.
- Ejemplo: se coloca aire a alta presión en un cilindro de buceo o en la llanta de una bomba; la aguja de la jeringa empuja el líquido porque el aire del extremo se comprime (a diferencia de los líquidos, casi incompresibles).
- Base: la distancia entre moléculas de gas es grande comparada con su tamaño, por eso existen espacios libres para acercarlas; se relaciona con la Ley de Boyle: P \propto \dfrac{1}{V}.
Rueda de atributos completada
| Propiedad | Ejemplos |
|---|---|
| Difusión | El aroma del perfume o del café se percibe en todo el ambiente. |
| Expansibilidad | El gas de una bombona o de un globo roto ocupa todo el local. |
| Dilatan y contraen | El aire de las llantas se dilata con el calor y se contrae con el frío. |
| Comprensibilidad | El aire se comprime en una bomba o en una jeringa tapada. |
Indago y profundizo
Observo el vídeo sobre las Leyes de los Gases (https://bit.ly/3vAzIlZ) y anoto las tres leyes:
- Ley de Boyle–Mariotte ( temperatura constante): P_1V_1 = P_2V_2; al aumentar la presión disminuye el volumen.
- Ley de Charles (presión constante): \dfrac{V_1}{T_1} = \dfrac{V_2}{T_2}; al calentar un gas aumenta su volumen.
- Ley de Gay-Lussac (volumen constante): \dfrac{P_1}{T_1} = \dfrac{P_2}{T_2}; al calentar un gas aumenta su presión.
- Ley combinada de los gases: \dfrac{P_1V_1}{T_1} = \dfrac{P_2V_2}{T_2}, que se deduce de combinar las anteriores.
Respuesta orientativa: En el vídeo se explica que las tres leyes se unifican en la ecuación del gas ideal PV = nRT, donde R = 8{,}314 §,\text{J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}; conviene anotar la fórmula de cada ley y un ejemplo numérico de cada una.
Ejemplos: inflar la llanta con una bomba (el aire se comprime dentro del cilindro); comprimir aire en una jeringa tapada con el dedo.
