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2012-09-04T06:13:14+02:00

Un gas ideal es un gas teórico compuesto de un conjunto de partículas puntuales con desplazamiento aleatorio que no interactúan entre sí. El concepto de gas ideal es útil porque el mismo se comporta según la ley de los gases ideales, una ecuación de estado simplificada, y que puede ser analizada mediante la mecánica estadística.

En condiciones normales tales como condiciones normales de presión y temperatura, la mayoría de los gases reales se comportan en forma cualitativa como un gas ideal. Muchos gases tales como el aire,nitrógeno, oxígeno, hidrógeno, gases nobles, y algunos gases pesados tales como el dióxido de carbono pueden ser tratados como gases ideales dentro de una tolerancia razonable.1 Generalmente, el apartamiento de las condiciones de gas ideal tiende a ser menor a mayores temperaturas y a menor densidad (o sea a menor presión),1 ya que el trabajo realizado por las fuerzas intermoleculares es menos importante comparado con energía cinética de las partículas, y el tamaño de las moléculas es menos importante comparado con el espacio vacío entre ellas.

El modelo de gas ideal tiende a fallar a temperaturas menores o a presiones elevadas, cuando las fuerzas intermoleculares y el tamaño intermolecular es importante. También por lo general, el modelo de gas ideal no es apropiado para la mayoría de los gases pesados, tales como vapor de agua o muchos fluidos refrigerantes.1 A ciertas temperaturas bajas y a alta presión, los gases reales sufren una transición de fase, tales como a un líquido o a un sólido. El modelo de un gas ideal, sin embargo, no describe o permite las transiciones de fase. Estos fenómenos deben ser modelados por ecuaciones de estado más complejas.

El modelo de gas ideal ha sido investigado tanto en el ámbito de la dinámica newtoniana (como por ejemplo en "teoría cinética") y en mecánica cuántica (como en el "gas in a box"). El modelo de gas ideal también ha sido utilizado para modelar el comportamiento de electrones dentro de un metal (en el Modelo de Drude y en el modelo de electrón libre), y es uno de los modelos más importantes utilizados en lamecánica estadística.

 

Gases:

Aunque a menudo no somos conscientes, vivimos en «el fondo de un océano de aire», un gas que nos rodea por todas partes y sin el cual nuestra vida sería imposible. Pero, ¿alguna vez os habéis parado a pensar qué es un gas? Dado a la enorme importancia que tienen los gases, tanto en nuestra en nuestras vidas como en la industria, vale la pena dedicar unas líneas a hablar de ello.

Lo primero a considerar es que, aunque a nosotros el aire nos parezca homogéneo, continuo y suave, en realidad no lo es ni de lejos. Un gas, como cualquier substancia, está hecho de partículas. Estas partículas pueden ser bien átomos individuales, o bien agrupaciones de átomos (que llamamos moléculas).

 

Se suele decir que el gas es uno de los estados de agregación de la materia. Pero, en realidad, las partículas de un gas no están agregadas, sino todo lo contrario, se mueven libremente sin apenas interactuar las unas con las otras. Y se mueven muy rápido, a temperatura ambiente las moléculas de aire tienen una velocidad media al rededor de los 1800km/h.

Ahora bien, normalmente (si no hay viento) cada partícula se mueve en una dirección distinta, de forma aleatoria. En promedio, hay tantas partículas que se mueven hacia la izquierda como hacia la derecha; es decir, sus movimientos se contrarrestan y, por lo tanto, la velocidad media del gas suele ser cero.

Si hay viento, entonces habrá unas cuantas más (pero no muchas) que vayan en la dirección de la corriente, por lo que ahora las velocidades opuestas no se compensarán completamente, y notaremos una pequeña corriente de aire.

Hay que tener en cuenta que las partículas del gas son realmente minúsculas. Para que os hagáis una idea, si tomamos las moléculas de aire (que está formado principalmente por nitrógeno, cuyo diámetro es de 146pm, y de oxígeno, 132pm) en condiciones ambientales, el volumen que ocupan realmente las moléculas es unas treinta mil veces menor que el recipiente en el que está contenido el gas. Impresionante, ¿verdad?