Tema 1. Propiedades de los Gases

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¿Por qué pV = nRT se considera una ecuación de estado?. Porque describe la velocidad con la que un gas alcanza el equilibrio térmico. Porque relaciona variables macroscópicas que determinan el estado de equilibrio del sistema gaseoso. Porque permite calcular la energía de activación de cualquier reacción gaseosa. Porque establece que todos los gases reales tienen las mismas propiedades moleculares.

Para una cantidad fija de gas ideal a temperatura constante, pV = nRT conduce a: La ley de Charles. La ley de Avogadro. La ley de Boyle-Mariotte: p es inversamente proporcional a V. La ley de Gay-Lussac.

¿Qué relación se obtiene cuando la presión y la cantidad de sustancia se mantienen constantes?. V ∝ T. V ∝ 1/T. p ∝ 1/V. T ∝ 1/n.

La ley de Avogadro establece que, a presión y temperatura constantes: V es inversamente proporcional a n. p es directamente proporcional a n. V es directamente proporcional a n. T es directamente proporcional al número de moléculas.

¿Cuál es una de las principales ventajas de la ley de los gases ideales?. Describe exactamente cualquier gas cerca de la condensación. Relaciona de forma sencilla cuatro variables y proporciona una buena aproximación en condiciones apropiadas. Incluye explícitamente el volumen molecular y las fuerzas intermoleculares. Predice directamente el equilibrio líquido-vapor.

¿Qué dos simplificaciones fundamentales introduce el modelo del gas ideal?. Volumen finito e interacciones atractivas intensas. Ausencia de energía cinética y posiciones fijas. Volumen molecular despreciable y ausencia de interacciones, salvo colisiones elásticas. Misma masa y estructura para todos los gases.

¿Cuándo cabe esperar mayor desviación respecto al comportamiento ideal?. A baja densidad y lejos de la condensación. A presión baja y temperatura elevada. A densidad elevada o cerca de la condensación. Cuando V tiende a infinito a n constante.

¿Qué significa que la ley de los gases ideales sea una ley límite?. Los gases reales tienden al comportamiento ideal cuando su densidad tiende a cero. Solo es válida cuando T tiende a cero. Deja de ser válida cuando p tiende a cero. Todos los gases son ideales a cualquier densidad.

¿Cuál es la definición correcta del factor de compresibilidad para un gas puro?. Z = RT/(pVm). Z = pVm/(RT). Z = p/(VmRT). Z = Vm/(pRT).

¿Cuál afirmación sobre Z es correcta?. Tiene unidades de presión. Depende solo de p. Es adimensional y depende de p, T y la naturaleza del gas. Siempre es mayor que uno.

Si Z = 1, puede afirmarse que: En esas condiciones, pVm = RT. Las atracciones son necesariamente intensas. La presión es obligatoriamente nula. Vm = 1 L-mol⁻¹.

Si Z < 1, la interpretación cualitativa más adecuada es: Predominan los efectos atractivos. Han desaparecido todas las interacciones. El gas es un sólido incompresible. Vm real es necesariamente mayor que el ideal.

Si Z > 1, la interpretación más apropiada es: Predominan las atracciones. Son importantes los efectos repulsivos y los asociados al volumen molecular. El gas es exactamente ideal. La presión debe ser inferior a 1 bar.

Para 1 mol a 300 K y 50,0 bar se mide V = 0,450 L. ¿Cuánto vale Z?. 0,902. 1,108. 1,847. 0,554.

Un gas presenta Z = 0,92. ¿Cuál es el grado de desviación según el criterio indicado?. 0,92%. 8%. 92%. 108%.

El modelo ideal predice Vm,id = 2,00 L·mol⁻¹. Si Z = 1,12, ¿cuál es Vm real?. 1,79 L·mol⁻¹. 2,00 L·mol⁻¹. 2,12 L·mol⁻¹. 2,24 L·mol⁻¹.

En (p + a/Vm²)(Vm – b) = RT, ¿cómo se interpretan a y b?. a corrige atracciones y b efectos de volumen excluido. a es la masa molar y b la temperatura crítica. Son constantes universales. a corrige el volumen y b solo las atracciones.

¿Cuál afirmación sobre a y b (en el modelo de van der Waals) es correcta?. Dependen de p, pero no del gas. Son parámetros característicos de la sustancia dentro del modelo. Son idénticos a los coeficientes viriales. Desaparecen al aumentar n.

En Z = 1 + B(T)/Vm + C(T)/Vm² + …, ¿qué representan B(T), C(T), etc.?. Constantes universales. Coeficientes que representan sucesivas desviaciones respecto al comportamiento ideal. Presiones parciales. Fracciones molares.

Cuando la densidad tiende a cero, la ecuación virial predice que: Z → 0. Z → B(T). Z → 1. Z → ∞.

¿Por qué se introduce la fugacidad en el tratamiento de gases reales?. Para sustituir la temperatura absoluta. Para definir una presión efectiva que permita expresar el potencial químico del gas real de forma análoga al ideal. Para eliminar la dependencia del equilibrio respecto a la composición. Para hacer constante el volumen.

Si φ = f/p, ¿qué ocurre en el límite de comportamiento ideal?. φ → 0 y f → 0. φ → 1 y f → p. φ → ∞ y f → RT. φ → Z-1 y f → Vm.

Un gas real está a 80,0 bar y tiene φ = 0,85. ¿Cuál es su fugacidad?. 12,0 bar. 68,0 bar. 80,85 bar. 94,1 bar.