¿Cuál es la ley del gas ideal?

La Ley del Gas Ideal es una de las Ecuaciones de Estado. Aunque la ley describe el comportamiento de un gas ideal, la ecuación es aplicable a gases reales en muchas condiciones, por lo que es una ecuación útil para aprender a usar. La Ley del Gas Ideal se puede expresar como:

PV = NkT

dónde:
P = presión absoluta en atmósferas
V = volumen (generalmente en litros)
n = número de partículas de gas
k = constante de Boltzmann (1.38 · 10⁻²³ J · K⁻¹)
T = temperatura en Kelvin

La Ley del Gas Ideal puede expresarse en unidades SI donde la presión está en pascales, el volumen está en metros cúbicos, N se convierte en n y se expresa como moles, y k se reemplaza por R, la Constante de Gas (8.314 J · K⁻¹· Mol⁻¹):

PV = nRT

Gases ideales versus gases reales

La Ley del Gas Ideal se aplica a los gases ideales. Un gas ideal contiene moléculas de un tamaño insignificante que tienen una energía cinética molar promedio que depende solo de la temperatura. Las fuerzas intermoleculares y el tamaño molecular no son considerados por la Ley del Gas Ideal. La Ley de Gas Ideal se aplica mejor a los gases monoatómicos a baja presión y alta temperatura. Una presión más baja es mejor porque la distancia promedio entre las moléculas es mucho mayor que el tamaño molecular. El aumento de la temperatura ayuda debido a que aumenta la energía cinética de las moléculas, lo que hace que el efecto de la atracción intermolecular sea menos significativo.

Derivación de la Ley del Gas Ideal

Hay un par de formas diferentes de derivar el ideal como ley. Una manera simple de entender la ley es verla como una combinación de la Ley de Avogadro y la Ley de Gas Combinado. La Ley de Gas Combinado puede expresarse como:

PV / T = C

donde C es una constante que es directamente proporcional a la cantidad de gas o al número de moles de gas, n. Esta es la Ley de Avogadro:

C = nR

donde R es la constante de gas universal o factor de proporcionalidad. Combinando las leyes:

PV / T = nR
Multiplicando ambos lados por T produce:
PV = nRT

Ley del gas ideal: ejemplos de problemas resueltos

Problemas de gases ideales vs no ideales
Ley del gas ideal: volumen constante
Ley del gas ideal: presión parcial
Ley del gas ideal: cálculo de lunares
Ley de los gases ideales: resolución de la presión
Ley del gas ideal: resolución de temperatura

Ecuación de gas ideal para procesos termodinámicos

Proceso (Constante)	Conocido Proporción	PAG2	V2	T2
Isobárica (PAG)	V2/ V1 T2/ T1	PAG2= P1 PAG2= P1	V2= V1(V2/ V1) V2= V1(T2/ T1)	T2= T1(V2/ V1) T2= T1(T2/ T1)
Isocorico (V)	PAG2/PAG1 T2/ T1	PAG2= P1(PAG2/PAG1) PAG2= P1(T2/ T1)	V2= V1 V2= V1	T2= T1(PAG2/PAG1) T2= T1(T2/ T1)
Isotérmico (T)	PAG2/PAG1 V2/ V1	PAG2= P1(PAG2/PAG1) PAG2= P1/ (V2/ V1)	V2= V1/(PAG2/PAG1) V2= V1(V2/ V1)	T2= T1 T2= T1
isoentrópico reversible adiabático (entropía)	PAG2/PAG1 V2/ V1 T2/ T1	PAG2= P1(PAG2/PAG1) PAG2= P1(V2/ V1)−γ PAG2= P1(T2/ T1)γ / (γ - 1)	V2= V1(PAG2/PAG1)(−1 / γ) V2= V1(V2/ V1) V2= V1(T2/ T1)1 / (1 - γ)	T2= T1(PAG2/PAG1)(1 - 1 / γ) T2= T1(V2/ V1)(1 - γ) T2= T1(T2/ T1)
politropico (PVnorte)	PAG2/PAG1 V2/ V1 T2/ T1	PAG2= P1(PAG2/PAG1) PAG2= P1(V2/ V1)−n PAG2= P1(T2/ T1)n / (n - 1)	V2= V1(PAG2/PAG1)(-1 / n) V2= V1(V2/ V1) V2= V1(T2/ T1)1 / (1 - n)	T2= T1(PAG2/PAG1)(1 - 1 / n) T2= T1(V2/ V1)(1 − n) T2= T1(T2/ T1)