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TitleLey de Los Gases Reales
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Ley de los gases reales
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Un gas real se define como un gas con un comportamiento termodinámico que no

sigue la ecuación de estado de los gases ideales.

Un gas puede ser considerado como real, a elevadas presiones y bajas temperaturas,

es decir, con valores de densidad bastante grandes. Bajo la teoría cinética de los

gases, el comportamiento de un gas ideal se debe básicamente a dos hipótesis:

- las moléculas de los gases no son puntuales.

- La energía de interacción no es despreciable.

La representación gráfica del comportamiento de un sistema gas-líquido, de la misma

sustancia, se conoce como diagrama de Andrews. En dicha gráfica se representa

el planode la presión frente al volumen, conocido como plano de Clapeyron.

Se considera a un gas encerrado en un cilindro con un embolo móvil. Si el gas se

considera ideal, se mantiene la temperatura constante, obteniendo en el plano de

Clapeyron líneas isotermas, es decir, líneas hiperbólicas que siguen la ecuación:

p.V= cte.

Si en cambio, consideramos a un gas como real, veremos que solamente con la

temperatura bastante alta y la presión bastante baja, las isotermas se acercan a las

hipérbolas, siguiendo la ecuación de estado de los gases perfectos.

Potencial de Lennard Jones:

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http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%89mile_Clapeyron
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Siguiendo una observación experimental, vemos una importante diferencia entre el

comportamiento de los gases reales e ideales. La distinción primordial es el hecho de

que a un gas real no se le puede comprimir indefinidamente, no siguiendo así la

hipótesis del gas ideal. Las moléculas ocupan un volumen, pero los gases reales son, a

bajas presiones más comprimibles que un gas ideal en las mismas circunstancias, en

cambio, son menos comprimibles cuando tienen valores de presión más elevadas. Este

comportamiento depende mucho de la temperatura y del tipo de gas que sea.

El comportamiento de estos gases, puede ser explicado debido a la presencia de

fuerzas intermoleculares, que cuando tienen valores de temperatura pequeños, son

fuertemente repulsivas, y en cambio, a temperaturas altas, son débilmente atrayentes.

La ley física de los gases reales, también conocida como ley de Van der

Waals, describe el comportamiento de los gases reales, tratándose de una extensión

de la ley de los gases ideales, mejorando la descripción del estado gaseoso para

presiones altas y próximas al punto de ebullición.

La ley de los gases reales, toma el nombre del físico holandés Van der Waals, el cual

propone su trabajo de los gases en 1873, ganando un premio Nobel en 1910 por la

formulación de ésta ley.

La ley de Van der Waals e una ecuación de estado a partir de la ley de los gases

ideales :

p.V = n.R.T

El físico holandés, introduce dos valores, asignándoles las letras a y b, conocidas

comoconstantes de Van der Waals, que depende de la sustancia que se esté

estudiando en cada caso.

La fórmula de la ley de Van der Waals, es:

( p + a. n^2 / V^2 ) . ( V – nb) = nRT

De donde p, hace referencia a la presion del gas.

n= cantidad de sustancia ( número de moles)

V= volumen ocupado por el gas

R= constante universal de los gases

T= temperatura en valor absoluto.

Los valores de las costantes de Van der Waals para los gases mñas comunes, están

recogidos en tablas.

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http://es.wikipedia.org/wiki/Van_der_Waals
http://es.wikipedia.org/wiki/Van_der_Waals
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Si comparamos la ley de Van der Waals con la ley de los gases ideales, cuando la

presión de un gas no es demasiado alta, el modelo de Van der Waals puede decirse

que su modelo y el de los gases ideales no difieren mucho.

La ley de Van der Waals también permite entender bien los procesos de

condensación de los gases, existiendo para casa gas una temperatura, Tc, conocida

como temperatura critica, la cual representa la frontera del paso a la condensación:

 para T > Tc, no se puede condensar el gas.

 Para T< Tc, es posible condensar el gas si éste se comprime a una presión

adecuada, que es más baja cuanto más baja es la temperatura.

Transferencia de calor

Enviado por nelson_fime

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1.

2. Convección

3. Radiación

Transferencia de calor, en física, proceso por el que se intercambia energía en
forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes partes de un mismo cuerpo
que están a distinta temperatura. El calor se transfiere mediante
convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesospueden tener lugar

http://www.monografias.com/trabajos/enuclear/enuclear.shtml
http://www.monografias.com/trabajos/termodinamica/termodinamica.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml
http://www.monografias.com/Fisica/index.shtml
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simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos predomine sobre los otros
dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de una casa
fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un
quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la Tierra recibe calor del
Sol casi exclusivamente por radiación.

El calor puede transferirse de tres formas: por conducción, por convección y por
radiación. La conducción es la transferencia de calor a través de un objeto sólido: es lo
que hace que el asa de un atizador se caliente aunque sólo la punta esté en el fuego. La
convección transfiere calor por el intercambio de moléculas frías y calientes: es la
causa de que el agua de una tetera se caliente uniformemente aunque sólo su parte
inferior esté en contacto con la llama. La radiación es la transferencia de calor
por radiación electromagnética (generalmente infrarroja): es el principal mecanismo
por el que un fuego calienta la habitación.

CONDUCCIÓN

En los sólidos, la única forma de transferencia de calor es la conducción.
Si se calienta un extremo de una varilla metálica, de forma que aumente su
temperatura, el calor se transmite hasta el extremo más frío por
conducción. No se comprende en su totalidad el mecanismo exacto de la
conducción de calor en los sólidos, pero se cree que se debe, en parte,
al movimiento de los electrones libres que transportan energía cuando
existe una diferencia de temperatura. Esta teoría explica por qué los
buenos conductores eléctricos también tienden a ser buenos conductores
del calor. En 1822, el matemático francés Joseph Fourier dio una
expresión matemática precisa que hoy se conoce como ley de Fourier de la
conducción del calor. Esta ley afirma que lavelocidad de conducción de
calor a través de un cuerpo por unidad de sección transversal es

http://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml
http://www.monografias.com/Matematicas/index.shtml
http://www.monografias.com/trabajos-pdf/analisis-fourier/analisis-fourier.shtml
http://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtml
http://www.monografias.com/trabajos55/radiaciones-electromagneticas/radiaciones-electromagneticas.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/origen-tierra/origen-tierra.shtml
http://www.monografias.com/trabajos10/gase/gase.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/problemadelagua/problemadelagua.shtml

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proporcional al gradiente de temperatura que existe en el cuerpo (con el
signo cambiado).

El factor de proporcionalidad se denomina conductividad térmica del
material. Los materiales como el oro, la plata o el cobretienen
conductividades térmicas elevadas y conducen bien el calor, mientras que
materiales como el vidrio o el amianto tienen conductividades cientos e
incluso miles de veces menores; conducen muy mal el calor, y se conocen
como aislantes. Eningeniería resulta necesario conocer la velocidad de
conducción del calor a través de un sólido en el que existe una diferencia
de temperatura conocida. Para averiguarlo se
requieren técnicas matemáticas muy complejas, sobre todo si el proceso
varía con eltiempo; en este caso, se habla de conducción térmica
transitoria. Con la ayuda de ordenadores (computadoras) analógicos
ydigitales, estos problemas pueden resolverse en la actualidad incluso
para cuerpos de geometría complicada.

CONVECCIÓN

Si existe una diferencia de temperatura en el interior de un líquido o un
gas, es casi seguro que se producirá un movimiento del fluido. Este
movimiento transfiere calor de una parte del fluido a otra por un proceso
llamado convección. El movimiento del fluido puede ser natural o forzado.
Si se calienta un líquido o un gas, su densidad (masa por unidad
de volumen) suele disminuir. Si el líquido o gas se encuentra en el campo
gravitatorio, el fluido más caliente y menos denso asciende, mientras que
el fluido más frío y más denso desciende. Este tipo de movimiento, debido
exclusivamente a la no uniformidad de la temperatura del fluido, se
denomina convección natural. La convección forzada se logra sometiendo
el fluido a un gradiente de presiones, con lo que se fuerza su movimiento
de acuerdo a las leyes de la mecánica de fluidos.

Supongamos, por ejemplo, que calentamos desde abajo una cacerola llena
de agua. El líquido más próximo al fondo se calienta por el calor que se ha
transmitido por conducción a través de la cacerola. Al expandirse, su
densidad disminuye y como resultado de ello el agua caliente asciende y
parte del fluido más frío baja hacia el fondo, con lo que se inicia un
movimiento de circulación. El líquido más frío vuelve a calentarse por
conducción, mientras que el líquido más caliente situado arriba pierde
parte de su calor por radiación y lo cede al aire situado por encima. De
forma similar, en una cámara vertical llena de gas, como la cámara de aire
situada entre los dos paneles de una ventana con doble vidrio, el aire
situado junto al panel exterior —que está más frío— desciende, mientras
que al aire cercano al panel interior —más caliente— asciende, lo que
produce un movimiento de circulación.

http://www.monografias.com/trabajos/aire/aire.shtml
http://www.monografias.com/trabajos12/moviunid/moviunid.shtml
http://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtml
http://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtml
http://www.monografias.com/trabajos5/volfi/volfi.shtml
http://www.monografias.com/trabajos5/estat/estat.shtml
http://www.monografias.com/trabajos5/segu/segu.shtml
http://www.monografias.com/trabajos28/geometria/geometria.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/computadoras/computadoras.shtml
http://www.monografias.com/trabajos901/evolucion-historica-concepciones-tiempo/evolucion-historica-concepciones-tiempo.shtml
http://www.monografias.com/Matematicas/index.shtml
http://www.monografias.com/trabajos6/juti/juti.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/historiaingenieria/historiaingenieria.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/vidrio/vidrio.shtml
http://www.monografias.com/trabajos35/oferta-demanda-oro/oferta-demanda-oro.shtml
http://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtml

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El calentamiento de una habitación mediante un radiador no depende
tanto de la radiación como de las corrientes naturales de convección, que
hacen que el aire caliente suba hacia el techo y el aire frío del resto de la
habitación se dirija hacia el radiador. Debido a que el aire caliente tiende a
subir y el aire frío a bajar, los radiadores deben colocarse cerca
del suelo (y los aparatos de aire acondicionado cerca del techo) para que
la eficiencia sea máxima. De la misma forma, la convección natural es
responsable de la ascensión del agua caliente y el vapor en las calderas de
convección natural, y del tiro de las chimeneas. La convección también
determina el movimiento de las grandes masas de aire sobre la superficie
terrestre, la acción de los vientos, la formación de nubes, las corrientes
oceánicas y la transferencia de calor desde el interior del Sol hasta su
superficie.

RADIACIÓN

La radiación presenta una diferencia fundamental respecto a la
conducción y la convección: las sustancias que intercambian calor no
tienen que estar en contacto, sino que pueden estar separadas por un
vacío. La radiación es un término que se aplica genéricamente a
toda clase de fenómenos relacionados con ondas electromagnéticas.
Algunos fenómenos de la radiación pueden describirse mediante la teoría
de ondas, pero la única explicación general satisfactoria de la radiación
electromagnética es la teoría cuántica. En 1905, Albert Einstein sugirió
que la radiación presenta a veces un comportamiento cuantizado: en el
efecto fotoeléctrico, la radiación se comporta como minúsculos proyectiles
llamados fotones y no como ondas. La naturalezacuántica de la energía
radiante se había postulado antes de la aparición del artículo de Einstein,
y en 1900 el físico alemán Max Planck empleó la teoría cuántica y el
formalismo matemático de la mecánica estadística para derivar una ley
fundamental de la radiación. La expresión matemática de esta ley,
llamada distribución de Planck, relaciona la intensidad de la energía
radiante que emite un cuerpo en una longitud de onda determinada con la
temperatura del cuerpo. Para cada temperatura y cada longitud de onda
existe un máximo de energía radiante. Sólo un cuerpo ideal (cuerpo negro)
emite radiación ajustándose exactamente a la ley de Planck. Los cuerpos
reales emiten con una intensidad algo menor.

La contribución de todas las longitudes de onda a la energía radiante
emitida se denomina poder emisor del cuerpo, y corresponde a la cantidad
de energía emitida por unidad de superficie del cuerpo y por unidad de
tiempo. Como puede demostrarse a partir de la ley de Planck, el poder
emisor de una superficie es proporcional a la cuarta potencia de su
temperatura absoluta. El factor de proporcionalidad se denomina
constante de Stefan-Boltzmann en honor a dos físicos austriacos, Joseph

http://www.monografias.com/trabajos14/trmnpot/trmnpot.shtml
http://www.monografias.com/trabajos35/el-poder/el-poder.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/travent/travent.shtml
http://www.monografias.com/trabajos15/estadistica/estadistica.shtml
http://www.monografias.com/trabajos35/newton-fuerza-aceleracion/newton-fuerza-aceleracion.shtml
http://www.monografias.com/trabajos36/naturaleza/naturaleza.shtml
http://www.monografias.com/trabajos16/comportamiento-humano/comportamiento-humano.shtml
http://www.monografias.com/trabajos901/debate-multicultural-etnia-clase-nacion/debate-multicultural-etnia-clase-nacion.shtml
http://www.monografias.com/trabajos35/categoria-accion/categoria-accion.shtml
http://www.monografias.com/trabajos5/aguacald/aguacald.shtml
http://www.monografias.com/trabajos11/veref/veref.shtml
http://www.monografias.com/trabajos6/elsu/elsu.shtml

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Stefan y Ludwig Boltzmann que, en 1879 y 1884 respectivamente,
descubrieron esta proporcionalidad entre el poder emisor y la
temperatura. Según la ley de Planck, todas las sustancias emiten energía
radiante sólo por tener una temperatura superior al cero absoluto. Cuanto
mayor es la temperatura, mayor es la cantidad de energía emitida. Además
de emitir radiación, todas las sustancias son capaces de absorberla. Por
eso, aunque un cubito de hielo emite energía radiante de forma continua,
se funde si se ilumina con una lámpara incandescente porque absorbe una
cantidad de calor mayor de la que emite.

Las superficies opacas pueden absorber o reflejar la radiación incidente.
Generalmente, las superficies mates y rugosas absorben más calor que las
superficies brillantes y pulidas, y las superficies brillantes reflejan más
energía radiante que las superficies mates. Además, las sustancias que
absorben mucha radiación también son buenos emisores; las que reflejan
mucha radiación y absorben poco son malos emisores. Por eso, los
utensilios de cocina suelen tener fondos mates para una buena absorción y
paredes pulidas para una emisión mínima, con lo que maximizan la
transferencia total de calor al contenido de la cazuela.

Algunas sustancias, entre ellas muchos gases y el vidrio, son capaces de
transmitir grandes cantidades de radiación. Se observa
experimentalmente que las propiedades de absorción, reflexión y
transmisión de una sustancia dependen de la longitud de onda de la
radiación incidente. El vidrio, por ejemplo, transmite grandes cantidades
de radiación ultravioleta, de baja longitud de onda, pero es un mal
transmisor de los rayos infrarrojos, de alta longitud de onda. Una
consecuencia de la distribución de Planck es que la longitud de onda a la
que un cuerpo emite la cantidad máxima de energía radiante disminuye
con la temperatura. La ley de desplazamiento de Wien, llamada así en
honor al físico alemán Wilhelm Wien, es una expresión matemática de
esta observación, y afirma que la longitud de onda que corresponde a la
máxima energía, multiplicada por la temperatura absoluta del cuerpo, es
igual a una constante, 2.878 micrómetros-Kelvin. Este hecho, junto con las
propiedades de transmisión del vidrio antes mencionadas, explica el
calentamiento de los invernaderos. La energía radiante del Sol, máxima en
las longitudes de onda visibles, se transmite a través del vidrio y entra en
el invernadero. En cambio, la energía emitida por los cuerpos del interior
del invernadero, predominantemente de longitudes de onda mayores,
correspondientes al infrarrojo, no se transmiten al exterior a través del
vidrio. Así, aunque la temperatura del aire en el exterior del invernadero
sea baja, la temperatura que hay dentro es mucho más alta porque se
produce una considerable transferencia de calor neta hacia su interior.

http://www.monografias.com/trabajos2/mercambiario/mercambiario.shtml

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