LEY DE GAY LUSSAC

La presión y la temperatura absoluta de un gas, con volumen constante, guardan una relación proporcional.

Esta relación fue determinada originalmente por G. Amonton, quien en 1703 fabrico un termómetro de gas basado en este principio. No obstante, por los estudios que realizó Gay-Lussac en 1802, la ley lleva su nombre.

La presión del gas es directamente proporcional a su volumen:

Si se aumenta la temperatura, aumentara la presión.

Si se disminuye la temperatura, disminuirá la presión.

Esto ocurre debido a que:

Al aumentar la temperatura las moléculas del gas se mueven más rápidamente y por tanto aumenta el número de choques contra las paredes, es decir aumenta la presión ya que el recipiente es de paredes fijas y su volumen no puede cambiar.
Gay-Lussac descubrió que, en cualquier momento de este proceso, el cociente entre la presión y la temperatura siempre tenía el mismo valor:

P /T = k

Supongamos que tenemos un gas que se encuentra a una presión P1 y a una temperatura T1 al comienzo del experimento. Si variamos la temperatura hasta un nuevo valor T2, entonces la presión cambiará a P2, y se cumplirá:

P1 / T1 = P2 / T2

que es otra manera de expresar la ley de Gay-Lussac.

Esta ley, al igual que la de Charles, está expresada en función de la temperatura absoluta. Al igual que en la ley de Charles, las temperaturas han de expresarse en Kelvin.

La figura 1. Ilustra la ley de Gay-Lussac. En un recipiente rígido, a volumen constante, la presión se dobla al duplicar la temperatura absoluta.

figura 1

Física Conceptual, Paul G. Hewit, décima edición, Ed: Pearson.

* PROPIEDADES DE LOS ESTADOS DE AGREGACION

La materia está formada por pequeñas partículas llamadas moléculas, que son diferentes para cada sustancia; éstas están separadas por pequeños espacios vacíos y que el tamaño de estos espacios depende de dos tipos de fuerzas:

·        * De cohesión o atracción: Atraen a las partículas entre sí, reduciendo el espacio entre ellas.

·        * De repulsión o expansión: Separa a las partículas haciendo grande el espacio entre ellas.

Por lo que el estado de agregación o estado físico de un cuerpo depende de estas dos fuerzas. Tomando en cuenta que c = cohesión y r = repulsión decimos que…

 *El estado sólido se presenta cuando c > r 

 *El estado líquido se manifiesta  cuando c = r

 *El estado gaseoso so observa cuando c < r

Características	Sólido	Líquido	Gaseoso
Forma	Propia	La del recipiente que lo contiene	No posee
Volumen	Constante	Constante	Ocupa todo el espacio disponible y se expande
Fluye	No	Sí, fácilmente	Sí, muy fácilmente
Difusión	No se difunde	Se difunde con relativa facilidad	Se difunde con facilidad
Compresibilidad	No es compresible	No es compresible	Si es compresible

Cuarto estado físico de la materia:

El químico Irving Langmuir introdujo el término “plasma” en 1930, que proviene de palabra griega plasma, misma que significa “moldeable”. Para designar a los gases ionizados existentes en el universo y observar sus extraordinarias propiedades.

Como el plasma consta de partículas cargadas que viajan a altas velocidades, los campos eléctricos y magnéticos las afectan de modo significativo. El estudio del plasma se conoce como magneto hidrodinámica.  

Un ejemplo de donde se presenta este cuarto estado, es el núcleo de estrellas calientes como el sol.

* POSTULADOS DE LA TEORÍA CINÉTICA DE LA MATERIA

Una teoría es una explicación probable de los fenómenos observables, fundamentados en abundantes datos.

La teoría cinética ayuda a explicar las propiedades de la materia.

Los postulados del modelo cinético molecular son:

1.-Toda la materia está constituida por pequeñas partículas llamadas moléculas,las propiedades          químicas de las moléculas dependen de su composición, mientras que las propiedades físicas dependen de las fuerzas que las moléculas ejercen entre sí y de la distancia que las separa.

2.-Las moléculas se encuentran en continuo movimiento. El promedio de la energía cinética de las    moléculas depende de la temperatura.

3.-Las moléculas obedecen las leyes del movimiento de Newton. En los choques entre las moléculas,  su momento lineal y su energía cinética no cambian. Dichos choques son elásticos.

*Para los gases:

4.-La distancia entre las moléculas es muy grande comparada con sus dimensiones. Debido a ellos, las  fuerzas intermoleculares son despreciables.

5.-Las colisiones entre moléculas y con las paredes del recipiente son elásticas.

*Para los líquidos:

6.-La distancia entre moléculas es pequeña, pero estas no ocupan posiciones definidas. Existen fuerzas    intermoleculares de atracción que son responsables de la estructura de los líquidos.

*Para los sólidos:

7.-Las moléculas se encuentran también cercanas entre sí. Las fuerzas de atracción frecuentemente  originan arreglos ordenados. Los movimientos moleculares están sumamente restringidos, y  consisten primordialmente en vibraciones alrededor de puntos fijos.

Esta imagen expresa la diferencia de espacio intramolecular entre los sólidos, los líquidos y los gases.