SEMANA 04:

GAS PERFECTO

CURSO: MECANICA DE FLUIDOS

Comportamiento

de un fluido

líquido y un gas

T1 T2

T1>>T2

Comente e

identifique que

tipo de fluidos es

cada uno

• ¿A qué se denomina un gas perfecto?

• ¿Qué propiedades y características tiene un gas perfecto?

• ¿Cuáles son las leyes de un gas ideal?

• ¿Cómo se comporta un gas a condiciones normales

LOGRO DE APRENDIZAJE

• Al término de la sesión, el estudiante resuelve

ejercicios, relacionado con el comportamiento de gases

ideales como fluidos, teniendo en cuenta sus leyes y

comportamiento a efectos de su temperatura y presión;

con orden, fundamento teórico, claridad y precisión.

GAS PERFECTO

• Las relaciones termodinámicas y los flujos de fluidos compresibles se

limitan al los gases prefectos (o ideales), los cuales satisfacen la siguiente

ley:

TRvp s

• En el proceso de condensación mostrado en la figura, el gas está a una temperatura

menor a la temperatura critica (está en forma de vapor). Si se aplica presión (se

disminuye el volumen) paulatinamente, el vapor pasa al estado liquido (se

condensa). Esto es el resultado de la cercanía de las moléculas y la manifestación

de las fuerzas de cohesión para formar una nueva fase (líquida).

(a) (b) (c) (d)

• fluido ideal: carece de fricción y es incompresible

• gas perfecto: tiene viscosidad (desarrolla esfuerzos de corte) y es

compresible

• La ecuación se puede escribir:

• y R tiene unidades de

RTp

KKg

Nm

KKg

m

m

NR

º

1:

3

2

• Ley de CHARLES: p = cte, V del gas depende solo de T

• Ley de BOYLE: T = cte, V del gas depende solo de p

• haciendo el análisis a nivel molecular e introduciendo la ley de

AVOGADRO (volúmenes iguales de gases a la misma T y p absolutas

tienen el mismo número de moléculas, por lo tanto, sus masas son

proporcionales a los pesos moleculares) resulta el producto MR llamado

cte. universal de los gases.

• M: peso molecular

KmolKg

NmMR 8312

KKg

Nm

MR

8312

• Calor específico cv: es el número de unidades de calor agregadas por

unidad de masa para aumentar la temperatura 1 grado cuando V es cte.

• Calor específico cp: es el número de unidades de calor agregadas por

unidad de masa para aumentar la temperatura 1 grado cuando p es cte.

• k es la relación de calores específicos

• R se relaciona con cv y cp mediante la forma

v

p

c

ck

Rcc vp

LEYES DE LOS GASES

• Ley de Boyle-Mariotte (a “T” constante).

p · V = constante; p1 · V1 = p2 · V2

• Ley de Charles Gay-Lussac (a “p” constante).

• V V1 V2

— = constante ; —— = ——

T T1 T2

ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES IDEALES.

• Igualmente puede demostrarse que a V constante:

P— = constante ; T

• Con lo que uniendo las tres fórmulas queda:

• P · V——— = constante ;

T

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ECUACIÓN GENERAL DE LOS GASES IDEALES.

• La constante depende de la cantidad de gas.

Para 1 mol Para “n” moles

• P · V P · V——— = R ; ——— = n · R

T T

• que suele escribirse de la siguiente forma:

p ·V = n ·R ·T

• R = 0’082 atm·l/mol·K = 8’31 J/mol·K

CONDICIONES NORMALES

• Se denominan condiciones normales (C.N.) a las siguientes

condiciones de presión y temperatura:

• P = 1 atmósfera

• T = 0 ºC = 273 K

Ejemplo: A la presión de 3 atm y 20 ºc, una cierta masa gaseosa

ocupa un volumen de 30 litros. Calcula el volumen que ocuparía

en condiciones normales.

Ejercicio: calcula la masa molecular de un gas, sabiendo que

32,7 g del mismo ocupan a 50ºc y 3040 mm de hg de presión un

volumen de 6765 ml

Ejercicio: ¿qué volumen ocupará un mol de cualquier gas en

condiciones normales?

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TEORÍA CINÉTICA DE LOS GASES (POSTULADOS).

• Los gases están formados por partículas separadas enormemente en

comparación a su tamaño. El volumen de las partículas del gas es

despreciable frente al volumen del recipiente.

• Las partículas están en movimiento continuo y desordenado chocando

entre sí y con las paredes del recipiente, lo cual produce la presión.

• Los choques son perfectamente elásticos, es decir, en ellos no se pierde

energía (cinética).

• La energía cinética media es directamente proporcional a la temperatura.

¿Qué aprendimos en la clase de

hoy?

¿Para que servirá lo aprendido en la

carrera de Ingeniería de Minas?

GRACIAS

POR SU ATENCIÓN