PROPIEDADES TERMICAS DE LA MATERIA

Ecuaciones de Estado.
1. Las condiciones en que existe un material se describen con cantidades físicas como:
  1. Presión
    1. Denotación (P)
      1. Unidad pascal (Pa)
        Fuerza que ejerce un gas, un líquido o un sólido sobre una superficie.
  2. Volumen
    1. Denotación (V)
      1. El volumen de una sustancia determinado por su presión , temperatura y cantidad de sustancia
  3. Temperatura
    1. Denotación (T)
      1. Unidad Kelvin (K)
        Se define como:
        Una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico
  4. Cantidad de sustancia
    1. Denotación (n)
      1. Unidad Moles (mol)
        Sirve para:
        Poder relacionar masas o volúmenes de sustancias.
2. Ecuación de estado del material
  1. Comportamiento de un gas.
    1. 1. El coeficiente térmico de expansión de volumen.
      2. tiene signo negativo porque un aumento en la presión causa una disminución del volumen.
3. Ecuación del gas ideal.
  1. Si conocemos el número de moles de gas en un cilindro, podemos determinar la masa del gas mediante la ecuación:
    1. 1. Numero de moles
        (n)
      2. Masa total
        (mtotal)
        Es el número de moles (n) multiplicado por la masa de un mol (M)
      3. Masa molar
        (M)
        Es la masa de un mol
  2. Gas ideal.
    1. es un gas para el que la ecuación
      1. se cumple con precisión a todas las presiones y temperaturas
        (R)
        la constante de los gases
        En el S.I el mejor valor numérico es:
4. Ecuación de Van del Waals
  2. 1. a y b son constantes empíricas, diferentes para cada gas
      1. a
        depende de las fuerzas de atracción intermoleculares
      2. b representa:
        el volumen de un mol de moléculas
5. Gráficas pV
  1. Es un juego de curvas de presión en función del volumen, cada una para una temperatura constante.
    1. Cada curva, que representa el comportamiento a cierta temperatura, se denomina isoterma,
      1. Gas ideal
      2. La siguiente gráfica no obedece la ley del gas ideal.
Propiedades moleculares de la materia
1. Moléculas y fuerzas intermoleculares
  1. Moléculas.
    1. no son cargas puntuales, sino estructuras complejas que contienen carga tanto positiva como negativa
      1. Moleculas segun los estados de la materia
        Sólido
        Se mantienen unidas por fuerzas intermoleculares.
        Líquido
        Gaseoso
        Se mueven de forma casi independiente.
    2. siempre están en movimiento
      1. Energía cinetica
        Aumenta con la temperatura altas
        Las moléculas pueden entonces escapar de la fuerza intermolecular y quedar libres para moverse independientemente, como en la fase gaseosa de la materia
        A temperaturas bajas
        la energía cinética media de una molécula puede ser mucho menor que la profundidad del pozo de potencial.
        Las moléculas se condensan entonces a la fase líquida o sólida
  2. Fuerzas
    1. La fuerza entre las moléculas de un gas varía con la distancia r entre las moléculas
      1. Una Fr positiva es una fuerza de repulision
        Una Fr negativa es una fuerza de atraccion
        Si las moléculas están alejadas, las fuerzas intermoleculares son muy pequeñas y generalmente de atracción.
    2. Fuerzas intermoleculares
      1. Al comprimirse un gas y juntarse sus moléculas, las fuerzas de atracción aumentan
      2. Líquidos
      3. Solídos
        requieren presiones relativamente grandes para comprimir apreciablemente la sustancia.
2. Moles y número de Avogadro
  1. Se demonina como
    1. El número de moléculas en un mol
      1. Denotación ( )
        Valor numerico
Modelo cínetico-molecular del gas ideal
1. Colisiones y presión de gas
  1. Presion de un gas
    1. Cuando los choques, de las moléculas ejercen fuerzas sobre las paredes del recipiente
    2. La presión ejercida por el gas depende del número de moléculas por volumen (N/V), la masa m por molécula y la rapidez de las moléculas
  2. Choques
2. Rapideces moleculares
  1. 1. La ecuacion indica que
      1. a una temperatura dada T, las moléculas de gas con diferente masa m tienen la misma energía cinética media pero diferente rapidez eficaz.
3. Choques entre moléculas
  1. Las moleculas no chocan
    1. pero con un sistema ideal se puede hallar la distancia media recorrida entre choques
Capacidades caloríficas
1. Capacidades caloríficas de los gases
  1. Si agregamos calor a una sustancia, aumentamos su energía molecular.
2. Capacidades caloríficas de sólidos
  1. depende del número de grados de libertad que tiene una molécula,
Rapideces moleculares
1. La distribución de Maxwell-Boltzmann
  1. Las rapideces de las moléculas de un gas ideal se distribuyen según la distribución de Maxwell-Boltzmann f(v).
    1. La cantidad f(v)dv describe la fracción de las moléculas que tiene rapideces entre v y v 1 dv.
Fases de la materia
1. Superficies pVT
  1. pueden ayudarnos a entender en comportamiento de los materiales a diferentes temperaturas y presiones.
2. Diagrama de faces pT
  1. 1. Representa
      1. Regiones de temperatura y presión en las que existen las distintas fases y en las que se dan cambios de fase.
    2. Con la grafica
      1. pueden ayudarnos a entender en comportamiento de los materiales a diferentes temperaturas y presiones.
    3. Punto triple.
      1. la única condición en que pueden coexistir las tres fases Solido, Liquido y Gaseoso

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