Qué sucede en esta situación
“Ideal” no es una lista fija de sustancias sino un régimen de comportamiento. La presión, temperatura y precisión requerida determinan si el modelo es suficiente.
Qué explica y qué no explica
Idea física: El modelo ideal aproxima gases diluidos; los reales muestran volumen molecular e interacciones.
Condición: La densidad sea suficientemente baja y el gas esté lejos de condensación para la precisión buscada.
Límite: Alta presión, baja temperatura y cercanía a fase líquida aumentan las desviaciones.
Conexiones de la familia
Para distinguir mecanismos y elegir el modelo adecuado, continúa con Teoría cinética de los gases y compáralo con Ley general de los gases.
Fórmula principal
Relaciona presión absoluta, volumen, cantidad y temperatura absoluta en el modelo ideal.
Magnitudes, símbolos y unidades
| Magnitud | Símbolo | Unidad | Símbolo de unidad | Nota |
|---|---|---|---|---|
| Presión | p | pascal | Pa | Absoluta. |
| Volumen | V | metro cúbico | m³ | Volumen ocupado. |
| Cantidad | n | mol | mol | Cantidad de sustancia. |
| Temperatura | T | kelvin | K | Absoluta. |
| Constante de los gases | R | joule por mol kelvin | J/(mol·K) | 8,314462618… en SI. |
Fórmulas derivadas
Factor de compresibilidad
Z=pV/(nRT)Procedencia: Compara el estado real con el ideal.
Cuándo usarla: Z=1 ideal; desviación según precisión.
Densidad ideal
ρ=pM/(RT)Procedencia: Sustituye n=m/M y ρ=m/V.
Cuándo usarla: Gas ideal con masa molar M conocida.
Cómo resolver problemas de gases ideales y reales
Representa la situación
Distingue el sistema, el entorno, los estados inicial y final y la magnitud buscada.
Comprueba las condiciones
Verifica que la densidad sea suficientemente baja y el gas esté lejos de condensación para la precisión buscada.
Unifica unidades
usar presión absoluta, T en K y unidades coherentes con R.
Sustituye con signos
Usa la relación pV = nRT y conserva la convención declarada.
Interpreta el resultado
Comprueba unidad, orden de magnitud, dirección y límite del modelo.
10 ejemplos explicados de gases ideales y reales
Cada solución avanza de la situación concreta a la interpretación del resultado. Comprueba los datos, las unidades y el sentido de la conclusión antes de continuar.
Un mol a temperatura ambiente
V≈0,0249 m³=24,9 L.
Problema: Calcula el volumen ideal de 1 mol a 300 K y 100 kPa.
- Datos: n=1 mol; R=8,314 J/(mol·K); T=300 K; p=100 000 Pa.
- Principio: PV=nRT.
- Sustitución: V=nRT/p=1×8,314×300/100000.
- Cálculo o razonamiento: 2494,2/100000=0,024942.
- Resultado: V≈0,0249 m³=24,9 L.
- Interpretación: La predicción ideal es buena para muchos gases diluidos lejos de la condensación.
Presión ideal
p≈106 kPa.
Problema: 2 mol ocupan 0,050 m³ a 320 K.
- Datos: n=2; V=0,050; T=320; R=8,314.
- Principio: p=nRT/V.
- Sustitución: p=2×8,314×320/0,050.
- Cálculo o razonamiento: 5320,96/0,050=106419.
- Resultado: p≈106 kPa.
- Interpretación: La presión es absoluta y la temperatura está en kelvin.
Número de moles
n≈0,802 mol.
Problema: Un gas ocupa 10 L a 200 kPa y 300 K.
- Datos: V=0,010 m³; p=200000 Pa; T=300 K.
- Principio: n=pV/(RT).
- Sustitución: n=200000×0,010/(8,314×300).
- Cálculo o razonamiento: 2000/2494,2≈0,802.
- Resultado: n≈0,802 mol.
- Interpretación: Convertir litros a metros cúbicos mantiene coherencia con R en SI.
Factor de compresibilidad
Z=0,95.
Problema: Un estado tiene pV=950 J y nRT=1000 J. Halla Z.
- Datos: pV=950 J; nRT=1000 J.
- Principio: Z=pV/(nRT).
- Sustitución: Z=950/1000.
- Cálculo o razonamiento: =0,95.
- Resultado: Z=0,95.
- Interpretación: Z distinto de 1 cuantifica desviación respecto del modelo ideal.
Gas casi ideal
El comportamiento es cercano al ideal.
Problema: Un gas tiene Z=1,01. ¿Qué indica?
- Datos: Z=1,01.
- Principio: El gas ideal tiene Z=1.
- Sustitución: La desviación es aproximadamente 1 %.
- Cálculo o razonamiento: Comparación directa.
- Resultado: El comportamiento es cercano al ideal.
- Interpretación: La tolerancia aceptable depende de la precisión requerida.
Alta presión
Se esperan desviaciones reales.
Problema: Se comprime mucho un gas a temperatura moderada. ¿Qué parte del modelo ideal falla?
- Datos: Moléculas muy próximas.
- Principio: El volumen molecular y las interacciones dejan de ser despreciables.
- Sustitución: Se compara con los supuestos ideales.
- Cálculo o razonamiento: Razonamiento de modelo.
- Resultado: Se esperan desviaciones reales.
- Interpretación: No existe una lista de gases “siempre ideales”; depende del estado.
Cerca de condensación
Se necesita un modelo o datos reales.
Problema: Un vapor se acerca a su punto de condensación. ¿Conviene PV=nRT sin advertencia?
- Datos: Temperatura cercana a cambio de fase.
- Principio: Las fuerzas intermoleculares ganan importancia.
- Sustitución: El modelo ideal pierde precisión.
- Cálculo o razonamiento: Evaluación cualitativa.
- Resultado: Se necesita un modelo o datos reales.
- Interpretación: La ecuación ideal puede servir como estimación, pero debe indicarse el límite.
Duplicar moles
El volumen se duplica.
Problema: A p y T constantes se duplican los moles de gas ideal.
- Datos: n₂=2n₁.
- Principio: V=nRT/p, por tanto V∝n.
- Sustitución: V₂/V₁=n₂/n₁.
- Cálculo o razonamiento: =2.
- Resultado: El volumen se duplica.
- Interpretación: La conclusión supone que el recipiente puede expandirse manteniendo presión.
Densidad ideal
ρ≈1,16 kg/m³.
Problema: A 100 kPa y 300 K, un gas tiene M=0,029 kg/mol. Calcula ρ.
- Datos: p=100000; M=0,029; R=8,314; T=300.
- Principio: ρ=pM/(RT).
- Sustitución: ρ=100000×0,029/(8,314×300).
- Cálculo o razonamiento: 2900/2494,2≈1,16.
- Resultado: ρ≈1,16 kg/m³.
- Interpretación: La masa molar debe expresarse en kg/mol para obtener kg/m³.
Temperatura requerida
T≈289 K.
Problema: 1 mol ocupa 20 L a 120 kPa. Halla T ideal.
- Datos: n=1; V=0,020 m³; p=120000 Pa.
- Principio: T=pV/(nR).
- Sustitución: T=120000×0,020/8,314.
- Cálculo o razonamiento: 2400/8,314≈288,7.
- Resultado: T≈289 K.
- Interpretación: El resultado corresponde a unos 15,6 °C, pero la ecuación se resolvió en kelvin.
Ahora te toca a ti
Ejercicio 1
1 mol a 250 K y 100 kPa. Halla V ideal.
Comprobar respuesta
Respuesta: ≈20,8 L
V=nRT/p.
Ejercicio 2
pV=1050 J y nRT=1000 J. Halla Z.
Comprobar respuesta
Respuesta: 1,05
Z=pV/(nRT).
Ejercicio 3
¿Qué significa Z=1?
Comprobar respuesta
Respuesta: Comportamiento ideal en ese estado
No convierte al gas en ideal en todas las condiciones.
Ejercicio 4
¿Dónde suele fallar más PV=nRT?
Comprobar respuesta
Respuesta: Alta presión y cercanía a condensación
Aumentan volumen molecular e interacciones.
Ejercicio 5
Convierte 5 L a SI.
Comprobar respuesta
Respuesta: 0,005 m³
1 L=10⁻³ m³.
Errores frecuentes
Error: Aplicar la fórmula sin comprobar que la densidad sea suficientemente baja y el gas esté lejos de condensación para la precisión buscada.
Corrección: Declara primero las condiciones del proceso.
Si cambia una variable que el modelo supone fija, la relación deja de describir el caso.
Error: Usar presión manométrica, litros con R en SI o grados Celsius.
Corrección: usar presión absoluta, T en K y unidades coherentes con R.
Las unidades forman parte de la magnitud y permiten detectar sustituciones incoherentes.
Error: Clasificar una sustancia como siempre ideal o siempre real sin especificar estado.
Corrección: El modelo ideal aproxima gases diluidos; los reales muestran volumen molecular e interacciones.
La corrección conecta el cálculo con el fenómeno físico observable.
Error: Ocultar o cambiar el signo del resultado.
Corrección: Las magnitudes de estado son positivas; cualquier cambio debe definirse final menos inicial.
Debe declararse una convención y conservarla durante todo el procedimiento.
Error: Extender el modelo fuera de su intervalo útil.
Corrección: Indica el límite: alta presión, baja temperatura y cercanía a fase líquida aumentan las desviaciones.
Una fórmula puede ser exacta dentro de un modelo y aun así requerir cautela en un sistema real.
Pon a prueba lo aprendido
Pregunta 1 de 10
¿Cuál es la relación principal de Gases ideales y reales?
Pregunta 2 de 10
¿Qué condición debe comprobarse antes de aplicarla?
Pregunta 3 de 10
¿Qué unidad o referencia es esencial en este tema?
Pregunta 4 de 10
¿Cuál es la idea física correcta?
Pregunta 5 de 10
¿Qué error debe evitarse?
Pregunta 6 de 10
¿Cómo debe tratarse el signo?
Pregunta 7 de 10
¿Con qué tema conviene compararlo?
Pregunta 8 de 10
¿Qué limita el modelo?
Pregunta 9 de 10
¿Qué paso debe hacerse antes de sustituir números?
Pregunta 10 de 10
¿Cómo se cierra un resultado físico?
Resultado del test
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Preguntas frecuentes
El modelo ideal aproxima gases diluidos; los reales muestran volumen molecular e interacciones.
Cuando la densidad sea suficientemente baja y el gas esté lejos de condensación para la precisión buscada.
usar presión absoluta, T en K y unidades coherentes con R.
PV=nRT incluye cantidad de sustancia; la ley combinada compara dos estados con n constante.
Alta presión, baja temperatura y cercanía a fase líquida aumentan las desviaciones.
Fuentes y revisión editorial
Cómo citar este artículo
Editorial Ejemplode. (2026, 5 de agosto). Gases ideales y reales: diferencias y ejemplos. https://www.ejemplode.com/fisica/gases-ideales-y-reales/
Fuentes consultadas
- OpenStax University Physics Volume 2, 2.1: Molecular Model of an Ideal GasModelo ideal, ecuación de estado y desviaciones reales.
- OpenStax University Physics Volume 2, 2.2: Pressure, Temperature, and RMS SpeedTeoría cinética, presión, temperatura y rapidez cuadrática media.
- OpenStax University Physics Volume 2, 1.1: Temperature and Thermal EquilibriumTemperatura, equilibrio térmico y ley cero.
- OpenStax University Physics Volume 2, 3.4: Thermodynamic ProcessesProcesos isobárico, isocórico, isotérmico y adiabático.
- DOE Fundamentals Handbook: Thermodynamics, Heat Transfer, and Fluid FlowReferencia oficial complementaria de termodinámica y transferencia de calor.
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Editorial Ejemplode
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