Definición de

Gas ideal

Experimentos en laboratorio

Las colisiones elásticas entre sí y con las paredes de los recipientes contenedores aparecen como el único tipo de interacción entre moléculas que constituyen a un gas ideal.

Gas ideal es un concepto que refiere a un gas de carácter teórico o hipotético. Se cree que su composición estaría basada en partículas ideales o puntuales que presentan un desplazamiento de perfil aleatorio y no tienen interacción entre ellas (las moléculas, de acuerdo a esta interpretación, exhiben un movimiento constante y no se repelen ni atraen entre sí).

Es interesante saber que la ecuación de estado del gas ideal está plasmada en la llamada ley de los gases ideales. Este contenido posa la atención en el vínculo proporcional que se aprecia, a nivel empírico, entre volumen, presión y temperatura. Hay una interpretación alternativa a este postulado que se sirve de masa molar, masa y número de moles y no toma en consideración la cantidad de gas con la cual se trabaja sino que conjuga en una fórmula única temperatura, densidad y presión. Resulta constructivo tener presente que es posible abordar la ley de gases ideales como una derivación de un par de leyes empíricas de gases: la denominada ley de Avogadro y la ley experimental de los gases.

No hay que pasar por alto que el conocimiento de las particularidades y aplicaciones de los gases ideales es esencial para aquellos que se dedican a disciplinas como la química y la termodinámica, por ejemplo.

Si tienes poco tiempo, revisa el índice o el resumen con los puntos clave.

Características de los gases ideales

Hay una amplia cantidad de datos relevantes acerca de las características de los gases ideales.

Se trata de un conjunto que admite diversas clasificaciones. Se distinguen, por mencionar las opciones más comunes, los gases ideales clásicos y los gases ideales cuánticos (como el gas ideal cuántico de Fermi y el gas ideal cuántico de Bose). Sobre el primer grupo es necesario indicar que aparecen, en concreto, el gas ideal cuántico de Boltzmann, el gas ideal termodinámico y el gas ideal de Maxwell-Boltzmann.

Resultados obtenidos en base a la termodinámica son provechosos, por sumar otra referencia, a la hora de estipular la expresión concerniente a la entropía de un cierto gas ideal.

La fórmula de Newton-Laplace, en tanto, permite arribar a la velocidad del sonido que se puede definir para un gas ideal.

En relación al comportamiento de los gases, asimismo, conviene tener en cuenta que, todo gas evidencia un desempeño de gas ideal en un marco de temperatura considerablemente elevada en combinación con una densidad bastante baja. Cuando la marca térmica llega a la catalogada temperatura de Boyle, un gas muestra la tendencia a actuar como gas ideal en un nivel más extendido de presiones. Un gas se porta como cuántico, en cambio, a partir de las fallas advertidas en torno a la ecuación de Sackur-Tetrode.

Ciencia

La constante de los gases ideales (R) se sirve de la ecuación de estado de los gases ideales para la medición que abarca cantidad de sustancia, temperatura, presión y el volumen de una cierta materia asociada a un gas ideal.

Ecuaciones de estado

Hay un par de ecuaciones adecuadas para describir las propiedades termodinámicas que se le reconocen a los gases ideales.

Una de las expresiones se focaliza en los gases ideales clásicos y se plasma en la ley de los gases ideales. En esta estructura figuran las siguientes variables/magnitudes: temperatura absoluta, energía interna del sistema, constante de los gases, volumen, cantidad de sustancia referida a un gas y calor específico adimensional calculado a un volumen constante. La distribución de Boltzmann (medida aprovechada principalmente en los campos de las matemáticas y la mecánica estadística) sirve para determinar la distribución de probabilidad asociada a las partículas en materia de energía o velocidad.

La segunda ley de Joule caracteriza a la restante ecuación de estado. En este contexto se hace hincapié en la energía interna, estableciendo que esta variable, relacionada a una masa puntual de un gas ideal depende de la temperatura.

Temperatura y gas ideal

La energía interna de un gas ideal es una energía cinética que únicamente depende de la temperatura.

Leyes fundamentales de los gases ideales

Es enriquecedor, de igual modo, instruirse en leyes fundamentales que rigen o influyen gases ideales.

Una de ellas es la ley de Boyle. Este postulado, que por haber sido formulado de manera independiente por Robert Boyle y Edme Mariotte frecuentemente se cita con el apellido de ambos científicos (ley de Boyle-Mariotte) marca la relación existente entre la presión y el volumen de una determinada cantidad de gas que se conserva a una temperatura constante.

Otra de las leyes experimentales vinculadas a los gases es la ley de Charles. Este principio marca cómo un gas, al calentarse (es decir, al ir incrementándose su temperatura), tiende a expandirse, mientras que su volumen disminuye si baja su estado térmico.

Tampoco hay que ignorar a la ley de Gay-Lussac. Este contenido señala que, si sometida a una presión moderada, una determinada suma de gas ideal conserva su volumen, entonces el cociente del cálculo que involucra tanto a la presión como a la temperatura se mantendrá constante.

Por último hay que hacer alusión a la ley combinada de los gases. Ella es imprescindible para analizar cómo es la relación que, frente a una cantidad precisa de gas, se establece entre la temperatura absoluta, el volumen y la presión. De acuerdo a los expertos en el tema, se unifican en este principio las leyes de Boyle, Gay-Lussac y Charles.

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Cómo citar este artículo Verónica GudiñaPublicado por Verónica Gudiña, el 24 de enero de 2025. Gas ideal - Qué es, características, definición y concepto. Disponible en https://definicion.de/gas-ideal/
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