A toda la comunidad de Hive, mis cordiales saludos. Particulares saludos para todos mis Hive-Lectores y Hive-Seguidores. En la presente oportunidad les comparto el post que he titulado **GAS IDEAL, GAS REAL Y EL TRABAJO REALIZADO POR UN GAS**.
Además de hacer llegar un poco de ciencia a la comunidad de Hive en general espero, con el presente contenido, seguir contribuyendo con la formación de aquellos estudiantes que, por el COVID-19, deben seguir sus estudios en casa.
Es pertinente, mis Hive-Lectores, que tengan presentes mis siguientes posts durante el estudio del actual:
1. [CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA TERMODINAMICA - PARTE 1](https://hive.blog/stem-espanol/@tsoldovieri/conceptos-fundamentales-de-la-termodinamica-parte-1)
2. [CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA TERMODINAMICA - PARTE 2](https://hive.blog/stem-espanol/@tsoldovieri/conceptos-fundamentales-de-la-termodinamica-parte-2)
3. [CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE LA TERMODINAMICA - PARTE 3](https://hive.blog/stem-espanol/@tsoldovieri/conceptos-fundamentales-de-la-termodinamica-parte-3)
4. [EL CALOR, EL TRABAJO Y SU REALACION EN LA TERMODINAMICA](https://hive.blog/stem-espanol/@tsoldovieri/el-calor-el-trabajo-y-su-relacion-en-la-termodinamica)
Gif animado realizado por mi persona, @tsoldovieri, usando las aplicaciones Paint y PhotoScape - Imagen anexa: Gratis para usos comerciales - No es necesario reconocimiento - Fuente Pixabay
Mis estimados Hive-Lectores, antes de hablarle del trabajo que puede ser llevado a cabo por un gas, les hablaré del **Gas Ideal** y del **Gas Real**:
### 1.- GAS IDEAL:
#### 1.1.- DEFINICION:
Un **Gas Ideal** o **Gas Perfecto**, mis atentos Hive-Lectores, es aquél que posee las siguientes características (vean la figura 1):
1. El número de moléculas es despreciable comparado con el volumen total de un gas (baja densidad).
2. No existen fuerzas de atracción o repulsión entre sus moléculas.
3. No existe colapso entre las moléculas ni cambios en su naturaleza física (cambios de fase).
4. Las moléculas del gas ideal ocupan siempre el mismo volumen a las mismas condiciones de presión y temperatura.
5. Su energía cinética es directamente proporcional a la temperatura.
6. Las colisiones de las moléculas que lo componen (entre sí o con las paredes del recipiente) son de tipo elástico (se conserva el momento y la energía cinética).
FIGURA 1: Gas Ideal o Perfecto.
Gif animado realizado por mi persona, @tsoldovieri, usando las aplicaciones Paint y PhotoScape
Supongo, mis estimados amigos Hive-Lectores, que a esta altura se dieron cuenta que: un gas con las anteriores características no existe en la naturaleza, de allí su denominación de **ideal** o **perfecto**. Sin embargo, con suficiente enrarecimiento (baja presión), cualquier gas real se aproxima, por sus propiedades, a un gas ideal. Ciertos gases, tales como el aire, nitrógeno, oxígeno, incluso a condiciones normales, es decir, a temperatura ambiente y presión atmosférica, poco se diferencian de un gas ideal. En particular, por sus propiedades, el helio e hidrógeno se aproximan a un gas ideal.
Un gas ideal se supedita a la ecuación,
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que es la denominada **Ecuación de Estado de un Gas Ideal**. Aquí  es la presión,  el volumen,  el número de moles de gas,  es la temperatura en la escala Kelvin y  es la constante universal de los gases, encontrada experimentalmente igual para todos los ellos. En la siguiente tabla se muestra el valor de  en algunas combinaciones de unidades:
#### 1.2.- LEYES DE LOS GASES IDEALES:
Mis estimados Hive-Lectores, para los gases ideales se pueden distinguir tres leyes. Estas leyes se originan al establecer ciertas condiciones sobre la expresión (1) y son: la **Ley de Boyle**, la **Ley de Charles** y la **Ley de Gay-Lussac** (vean la figura 2).
FIGURA 2: Leyes de los Gases Ideales
Gif animado realizado por mi persona, @tsoldovieri, usando las aplicaciones Paint y PhotoScape
#### 1.2.1.- LEY DE BOYLE - MARIOTTE:
Amigos Hive-Lectores, si reducimos la presión externa sobre un globo, nos damos cuenta que el mismo aumenta de tamaño, es decir aumenta su volumen, siendo ésta la razón por la que los globos meteorológicos se expanden a medida que se elevan en la atmósfera. Lo mismo ocurre con las bulbujas de aire en el agua, mientras más suben mayor es su tamaño, ya que la presión externa disminuye a medida que la profundidad sea menor. Por otro lado, cuando un volumen de un gas se comprime, la presión del gas aumenta.
FIGURA 3: Robert Boyle 1627 - 1697 y Edme Mariotte.
Gif animado realizado por mi persona, @tsoldovieri, usando las aplicaciones Paint y PhotoScape. Retratos: De Johann Kerseboom - Dominio público - Fuente y Autor desconocido - Dominio público - Fuente
La **Ley de Boyle-Mariotte**, o simplemente **Ley de Boyle**, fue formulada independientemente por el físico y químico británico [Robert Boyle](https://es.wikipedia.org/wiki/Robert_Boyle) en 1662 y el físico y botánico francés [Edme Mariotte](https://es.wikipedia.org/wiki/Edme_Mariotte) en 1676 (vean la figura 3). Esta ley se enuncia como sigue:
Para una cierta masa fija de gas a temperatura constante, al aumentar el volumen, la presión del gas disminuye y al disminuir el volumen, la presión del gas aumenta. Es decir, el volumen es inversamente proporcional a la presión. |
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FIGURA 4: Ley de Boyle-Mariotte en acción.
>Gif animado realizado por mi persona, @tsoldovieri, usando las aplicaciones Paint y PhotoScape. Basado en el gif de NASA's Glenn Research Center - Dominio público - Fuente
Mis atentos Hive-Lectores, en la figura 4 les muestro un caso donde se cumple la ley de Boyle. Observen que la temperatura y la masa se matienen constantes, mientras que la presión se hace variar mediante la adición de pesas. A medida que aumenta la presión, disminuye el volumen y viceversa. Matemáticamente se expresa mediante,
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que también suele escribirse como,
(3)
donde los subíndices 1 y 2 indican los valores de la presión y el volumen en dos estados distintos.
#### 1.2.2.- LEY DE GAY-LUSSAC:
Si tenemos, por ejemplo, un recipiente de aluminio sin líquido y lo sellamos con solamente el aire que contenía, al aumentar la temperatura externa el aire en su interior aumenta de volumen hasta que llegar a estallar. Por el contrario, si llegamos a enfriarlo lo suficiente, podríamos hacer que el recipiente colapse sobre sí mismo.
FIGURA 5: Joseph-Louis Gay-Lussac 1778 - 1850.
De François-Séraphin Delpech - Dominio público - Fuente
La relación entre la temperatura y la presión fue enunciada por el químico y físico francés [Joseph Gay-Lussac](https://es.wikipedia.org/wiki/Louis_Joseph_Gay-Lussac) (vean la figura 5) en 1802. Esta ley se enuncia como sigue:
Para una cierta cantidad de gas a volumen constante, al aumentar la temperatura, la presión del gas aumenta y al disminuir la temperatura, la presión del gas disminuye. Es decir, la presión es directamente proporcional a la temperatura. |
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FIGURA 6: Ley de Gay-Lussac en acción.
Gif animado realizado por mi persona, @tsoldovieri, usando las aplicaciones Paint y PhotoScape.
Mis atentos Hive-Lectores, en la figura 6 les muestro un caso donde se cumple la ley de Gay-Lussac. Observen que el volumen y la masa se mantienen constantes, mientras que la temperatura se hace variar mediante el aumento del calor suministrado. Al aumentar la temperatura, aumenta la presión y viceversa. Matemáticamente se expresa mediante,
