¿Qué es la presión de los gases? Definición de gas
Conceptos básicos
En este artículo aprenderás la definición de presión y cómo aplicarla a una muestra de gas. A partir de aquí, aprenderás cómo los gases ejercen presión sobre un recipiente, y qué posibles aplicaciones tiene esta definición.
Temas tratados en otros artículos
- Ley de Dalton de la presión parcial
- ¿Qué es la presión parcial?
- Ley de Charles
- Ley de Avogadro
- Ley de Boyle
- Ley de los gases ideales
- Ecuación de estado de Van der Waal
- Ley combinada de los gases
Qué es la presión – Una definición física
La definición física de presión es la cantidad total de fuerza sobre un área determinada. Esto puede describirse mediante la ecuación P = F / A, donde F es la fuerza total, y A es el área.
La presión es la fuerza ejercida sobre un objeto dividida por el área sobre la que se aplica.
Las unidades de presión son Newton por metro cuadrado, o N / m2
Qué es la presión – Una definición gaseosa
Consideremos una muestra de gas. En esta muestra de gas, hay muchas partículas de gas volando en distintas direcciones, chocando entre sí y con las paredes de su recipiente. Estas colisiones son las que causan la presión. Las colisiones crean una fuerza en la pared del recipiente.
Consideremos lo que ocurre cuando una partícula choca y rebota contra una pared a una velocidad . Suponiendo una colisión perfectamente elástica, esta partícula se acelerará un factor de 2vsin(𝞱). Considerando la segunda de Newton, F = ma, podemos ver cómo esta aceleración ejercería una fuerza sobre la pared.
Ahora, consideremos una vez más toda la muestra de gas. Cada partícula rebota en las paredes ejerciendo un cierto grado de fuerza. Podemos sumar esta fuerza sobre la superficie de toda la pared para obtener la ecuación F = ∑ F / A.
A partir de esta ecuación, podemos ver cómo una muestra de gas en un recipiente tiene una presión específica.
Medición de la presión
Cuando se mide la presión de un gas en un laboratorio de química, normalmente se compara con la presión atmosférica. Esta medida se debe a que todo está a presión atmosférica. La presión atmosférica también es relativamente constante (al menos cuando se está a elevaciones similares). La presión sin presión atmosférica se denomina presión manométrica. Cuando la presión manométrica es mayor que la presión atmosférica será un valor positivo. Los instrumentos más utilizados para medir la presión son el barómetro y el manómetro, detallados en el artículo enlazado.
Aplicaciones de esta definición
Esta definición es menos una definición física rigurosa y más una forma de ver cómo el gas puede ejercer una presión. Sin embargo, esta definición basada en partículas puede ayudarnos a comprender más adelante cómo se han derivado algunas de las leyes específicas de los gases.
Problemas de práctica de presión de gases
Problema 1
En química, las partículas de un gas aumentan de velocidad cuando aumenta la temperatura. Por tanto, si se calienta un gas, ¿aumenta o disminuye la presión?
Problema 2
Tienes dos cantidades idénticas de gas dentro de recipientes de idéntico volumen. Uno de los gases es hidrógeno (2.02g/mol) mientras que el otro gas es oxígeno (32.00g/mol). Con todas las demás condiciones físicas idénticas, ¿qué muestra de gas ejercería ligeramente más presión?
Soluciones a problemas de práctica de presión de gas
1: La presión aumenta con la temperatura.
2: Oxígeno (tiene mayor masa)