¿Qué supuestos definen el gas ideal?

Partículas puntuales, choques elásticos, sin fuerzas de largo alcance y con un camino libre medio grande, de modo que en el modelo más simple la energía interna es solo cinética.

¿Qué muestra la ecuación PV = nRT?

La relación entre presión, volumen, cantidad de sustancia y temperatura absoluta. En pantalla, P y T macroscópicos cambian junto con el número de partículas y el volumen de la caja.

¿Por qué al reducir el volumen sube la presión?

A la misma temperatura, el mismo número de moléculas choca más a menudo con las paredes. En el gas ideal eso concuerda con PV = const en una isoterma.

Gas ideal

Partículas en una caja: ecuación de estado PV = nRT; presión y temperatura al cambiar el número de partículas y el volumen.

Sobre el modelo

El gas ideal es el modelo de moléculas puntuales, sin atracción ni volumen propio. En pantalla, partículas en una caja: el movimiento microscópico se liga a la presión y a la temperatura macroscópicas. La ecuación de estado PV = nRT se cumple al cambiar el número de partículas y el volumen. La temperatura se identifica con la energía cinética media; la presión, con el flujo de momento hacia las paredes. Es la imagen cinética de aula, no un gas real cerca de la condensación.

Para quién: Bachillerato, teoría cinética: ecuación de estado, presión y temperatura.

Conceptos clave

gas ideal
ecuación de estado
presión
temperatura
teoría cinética
PV = nRT

Cómo funciona

Discos rígidos en una caja 2D, con reflexiones elásticas en las paredes y choques por pares. La temperatura se identifica con la energía cinética media por partícula (k = 1 en las unidades del modelo). En un gas ideal 2D diluido la presión debe seguir P ≈ NkT/A, donde A es el área: compare la estima suavizada del impulso en las paredes con NkT/A. Subir N o T a volumen fijo alza la presión; agrandar la caja la baja — demostración cualitativa de PV ∝ NT.

Fórmulas principales

⟨KE⟩ = ½m⟨v²⟩ ··· T ≡ ⟨KE⟩/k (modelo 2D)

PV = NkT (gas ideal, V es el área en 2D)

Preguntas frecuentes

¿Qué supuestos definen el gas ideal?: Partículas puntuales, choques elásticos, sin fuerzas de largo alcance y con un camino libre medio grande, de modo que en el modelo más simple la energía interna es solo cinética.
¿Qué muestra la ecuación PV = nRT?: La relación entre presión, volumen, cantidad de sustancia y temperatura absoluta. En pantalla, P y T macroscópicos cambian junto con el número de partículas y el volumen de la caja.
¿Por qué al reducir el volumen sube la presión?: A la misma temperatura, el mismo número de moléculas choca más a menudo con las paredes. En el gas ideal eso concuerda con PV = const en una isoterma.

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