Un recipiente sellado de gas cambia de presión cuando se calienta. Las proporciones de Celsius no pueden predecir el cambio de presión porque el modelo de gas utiliza temperatura absoluta.
Construya el modelo
En un modelo de gas, las partículas se mueven aleatoriamente y la presión resulta de la transferencia de momento en las paredes.
La ecuación del gas ideal conecta la presión, el volumen, la cantidad y la temperatura absoluta.
temperatura absoluta: Temperatura en la escala kelvin.
Gas ideal: Un modelo de gas con supuestos simplificadores especificados.
A temperatura constante, pV permanece constante: 300 × 20 = 100 × 60 = 6,000
Elija evidencias que puedan probarlo
A cantidad y volumen fijos, la presión es proporcional a la temperatura en kelvin.
A temperatura y cantidad fijas, la presión es inversamente proporcional al volumen.
Indica cuáles cantidades están fijas antes de elegir una relación.
En el laboratorio: Utilice equipo aprobado con un rango de temperatura y límite de presión establecidos por el profesor. Permita que se alcance el equilibrio térmico y registre la presión frente a la temperatura en kelvin. Nunca caliente un recipiente sellado improvisado.
Trabaje desde cantidades conocidas
Conocido: la presión es 100 kPa a 300 K, con volumen y cantidad fijos.
A 330 K, p2/p1=T2/T1. p2=p1 T2/T1=100×330/300=110 kPa.
Un aumento de 30 °C es un cambio de 30 K, pero la razón de temperaturas debe usarse en kelvin.
Tu turno: A volumen fijo, la presión es 120 kPa a 300 K. Encuentra la presión a 350 K.
Verifique la conclusión y sus límites
Un gas ideal es un modelo con condiciones de validez.
El cero Celsius no es movimiento molecular nulo, y la energía interna no está determinada únicamente por la presión.
Falso: La razón de presiones de un gas nunca puede usar temperaturas en Celsius. Las razones de temperaturas solo son significativas desde el cero absoluto. De 300 K a 350 K hay una razón de 350/300; las mismas temperaturas en Celsius, 27 y 77, dan 77/27 —una respuesta diferente e incorrecta.
Clave:
En un modelo de gas, las partículas se mueven aleatoriamente y la presión resulta de la transferencia de momento en las paredes.
A cantidad y volumen fijos, la presión es proporcional a la temperatura en kelvin.
Tenga en cuenta: un gas ideal es un modelo con condiciones de validez.
Escribir desde una presión de 135 kPa
A volumen fijo, la presión es 90 kPa a 200 K.
Encontrar la presión a 300 K. La proporción debe usarse en kelvin.
Escribir a partir de una trampa de celsius
Un gas a 27 °C se calienta hasta 127 °C a volumen fijo.
La escala Kelvin va de 300 K a 400 K, por lo que la presión aumenta en 400 ÷ 300 ≈ 1.33 — tratar 27 → 127 como la razón es el error clásico.
Escribir a partir de una lectura de cero absoluto
La línea de presión de un gas a volumen constante se extrapola hacia abajo.
Alcanza presión cero en −273 °C = 0 K: la escala Kelvin está DEFINIDA por esa intersección, no encontrada mediante un termómetro.
Escribir a partir de un volumen reducido a la mitad
El volumen de un gas se reduce a la mitad a temperatura constante.
Las moléculas chocan contra las paredes el doble de veces, por lo que la presión se duplica: ley de Boyle contando colisiones, pV constante.
Escribir a partir de una temperatura kelvin duplicada
Un gas a volumen fijo se calienta desde 150 K hasta 300 K.
La presión se duplica: P/T es constante, y duplicar kelvin ES duplicar la presión a volumen fijo.
Explorar
Gas pressure uses kelvin temperature
$\frac{p_2}{p_1}=\frac{T_2}{T_1}\frac{V_1}{V_2}$
For a fixed amount of ideal gas, pressure rises with kelvin temperature and falls as volume increases.
Más temas en Diploma del Bachillerato Internacional · IB Diploma · Physics · HL
