EJERCICIOS – LEYES DE LOS GASES 1. Una muestra de un gas a 27°C de temperatura y pr esión de 1 atm que ocupa un volumen de 0,4 litros, se calienta calient a hasta una temperatura de 177°C, incrementándose incrementán dose su volumen hasta 0,5 litros. ¿Qué presión ejercerá ahora? (Solución: 1,2 atm) 2. Cierta cantidad cant idad de un gas tiene un u n volumen de 5 litros litr os a -73°C. ¿Cuál será su volumen volum en a 27°C si no ha cambiado la presión? (Solución: 7,5 L) 3. A una presión de 1 atm, una muestra de un gas gas ocupa un volumen volumen de 10 litros. ¿Qué volumen volumen ocupará si se reduce la presión hasta 0,2 atm manteniendo la temperatura constante? (Solución: 50 L) 4. En el fondo de un lago, donde la temperatura tem peratura es de 7°C, la presión es de 2,8 atm. Una Un a burbuja de aire de 4 centímetros de diámetro en el fondo asciende hasta la superficie, donde la temperatura del agua es de 27°C. ¿Cuál será el diámetro diámet ro de la burbu ja justo antes de alcanzar alc anzar la superficie? superf icie? Recuerda que el volumen de una esfera es
4 π r
3
3
(¡¡¡r es el radio, no el diámetro!!!) (Solución: 5,77 cm)
5. Una determinada masa de gas ocupa un volumen de 100 litros en condiciones condiciones ambientales ambientales de presión y temperatura (20º C y 1 atm). ¿Qué volumen ocupará la esta misma masa de gas cuando la presión descienda hasta 380 mm de Hg y la temperatura aumente hasta los 80º C. (Recuerda: 1atm = 760 mm de Hg). (Solución: 240,96 L) 6. Quince litros de un gas se encuentran a 0º C, ¿cuál será su volumen si la presión permanece constante y la temperatura aumenta hasta 27º C? (Solución: 16,48 L) 7. Se dice que un gas se encuentra en condiciones condiciones normales cuando cuando se encuentra sometido a la presión de 1 atm y su temperatura es de 0°C. Cierta masa de un gas ocupa un volumen de 50 litros en condiciones normales. ¿Qué volumen ocupará esta misma masa de gas cuando, simultáneamente, se doblen la presión y la temperatura? (Solución: 50 L) 8. Calcula cuántas cuántas bombonas de 200 200 litros de capacidad capacidad se podrán llenar llenar a una presión de 2 atm con 3 el gas propano de un depósito de 500 m cuya presión es de 4 atm. (Solución: 5.000 bombonas) 9. Una determinada masa de gas ocupa un volumen de 100 litros en las condiciones ambientales de presión y temperatura (20°C y 1 atm). ¿Qué volumen ocupará esta misma masa de gas cuando la presión descienda hasta los 750 mm de Hg y la temperatura aumente hasta los 80 °C? (1 atm = 760 mm de Hg) (Solución: 121,69 L; 122,08 L si sólo se simplifica el último resultado) 10. Cierta cantidad de un gas ocupa un volumen de 6 litros a 1 atmósfera de presión y 20 °C. (2) a) ¿Qué volumen ocupará ocupará si se triplica triplica la temperatura (20°C → 60°C) manteniendo la presión constante? b) ¿Qué presión ejercerá si duplicamos el volumen manteniendo la temperatura temperatur a constante? c) ¿Cuál será su temperatura temperatura si quintuplicamos quintuplicamos la presión presión manteniendo manteniendo el volumen constante? constante? d) ¿Y cuál será su volumen si triplicamos triplicam os la presión y doblamos la temperatura (20°C → 40°C)? (Solución: a) 6,82 L; b) 0,5 atm; c) 1.465 K; d) 2,14 L)
11. Cierta cantidad de un gas ocupa un volumen de 5 litros a 1 atmósfera de presión y 25 °C. a) ¿Qué volumen ocupará ocupará si se triplica triplica la temperatura (25°C → 75°C) manteniendo la presión constante? b) ¿Cuál será su temperatura temperatura si quintuplicamos quintuplicamos la presión presión manteniendo manteniendo el volumen constante? constante? c) ¿Y cuál será su volumen si triplicamos triplicam os la presión y doblamos la temperatura (25°C → 50°C)? (Solución: a) 5,84 L; b) 1.490 K; c) 1,81 L)
12. Una bombona contiene oxígeno a una temperatura de 16 °C y 1 atm de presión. ¿Cuál será la presión si colocamos la bombona al sol y alcanza una temperatura de 40 °C? Razona la respuesta. (Solución: 1,08 atm)
13. Un recipiente está dividido en dos compartimentos comunicados por una válvula con una llave de paso. Se inyecta gas en uno de los compartimentos, cuyo volumen es de 1 m 3, hasta alcanzar una presión de 3 atm. A continuación se abre la llave de paso y se observa que la presión desciende hasta un valor de 1 atm. ¿Qué volumen tiene el segundo compartimento? Razona la respuesta. (Solución: 2 m3)
14. Un neumático sin cámara, que tiene una capacidad de 16 litros, soporta una presión de 1,93 atm cuando la temperatura ambiente es de 20°C. ¿Qué presión llegará a soportar dicho neumático si, en el transcurso de un viaje, las ruedas alcanzan una temperatura de 80 °C? (Solución: 2,33 atm) 15. Una habitación de 30 m 3 de volumen se encuentra con las ventanas abiertas a una temperatura de 18°C. Si la temperatura aumenta a 25 °C y la presión se mantiene constante, ¿entrará o saldrá aire por las ventanas? ¿Qué volumen de aire entrará o saldrá? (Solución: saldrán 720 L (0,72 m 3)de aire) 16. La presión del gas dentro de una lata de aerosol es de 1,5 atm a 25ºC. Suponiendo que el gas del interior obedece la ecuación del gas ideal, ¿cuál sería la presión si la lata se calentara a 450ºC? (Solución: 3,64 atm)
17. Un globo inflado tiene un volumen de 6 L a nivel del mar (1 atm) y se le permite ascender hasta que la presión es de 0.45 atm. Durante el ascenso la temperatura del gas baja desde 22ºC hasta -21ºC. Calcula el volumen del globo a su altitud final. (Solución: 11,39 L) 18. Una cantidad fija de gas a temperatura constante exhibe una presión de 737 mm de Hg y ocupa un volumen de 20,5 L. Calcula: a) el volumen que el gas ocuparía si la presión se aumenta hasta 1,8 atm; b) la presión del gas si el volumen se reduce hasta 16 L. (Solución: a) 11,05 L; b) 1,24 atm) 19. Una cantidad fija de gas a presión constante ocupa un volumen de 8,5 L a una temperatura de 29ºC. Calcula: a) el volumen que ocuparía el gas si la temperatura se elevara hasta 125ºC; b) la temperatura en grados centígrados en la que el volumen del gas es de 5 L. (Sol.: a) 11,20 L; b) -95,35ºC) 20. Calcula la presión ejercida por un gas si 0,1 moles ocupan 174 mL a -15ºC. (Solución: 12,16 atm) 21. Calcula el número de moles de un gas sabiendo que 6,38 L a 35ºC ejercen una presión de 955 mm de Hg. (Solución: 0,32 moles) 22. Calcula el volumen de un gas si 2,95 moles tiene una presión de 0,76 atm a una temperatura de 52ºC. (Solución: 103,44 L) 23. Determina la temperatura absoluta de un gas a la que 0,1 moles ocupan 164 mL con una presión de 682 mm de Hg. (Solución: 18 K) 24. Calcula la presión de un gas si 1,34 moles ocupan 3,28 L a 25ºC. (Solución: 9,98 atm) 25. ¿Qué volumen ocuparán 0,007 moles de un gas a 145ºC y una presión de 59 mm de Hg? (Sol.: 3 L) 26. ¿Cuántos moles de gas ocuparán 2,5 L a 37ºC y 725 mm de Hg? (Solución: 0,09 moles) 27. ¿A qué temperatura 0,27 moles de gas ocupan 15 L y ejercen una presión de 1,88 atm? (Solución: 1.273,71 K = 1.000,71 ºC)
28. Una lata de aerosol con un volumen de 325 mL contiene 3 g de propano (C 3H8) como propelente. Calcula la presión del gas en la lata a 28ºC. (masas atómicas: C, 12 u; H, 1 u) (Solución: 5,32 atm) 29. El Hindenburg fue un dirigible famoso llenado con hidrógeno (H 2)que explotó en 1937. Si el Hindenburg contenía 2·105 m3 de hidrógeno a 27ºC y 1 atm, calcula la masa de hidrógeno que estaba presente. (masa atómica del H, 1 u) (Solución: 16.260.162,6 g = 16,26 Tm) 30. Una respiración profunda de aire tiene un volumen de 1,05 L a una presión de 740 mm de Hg y la temperatura corporal es de 37ºC. Calcula el número de moléculas en la respiración. (Sol.: 2,41·1022 moléculas)
31. A 46ºC y 0,88 atm de presión un gas ocupa un volumen de 0,6 L. ¿Qué volumen ocupará a 0ºC y 0,205 atm? (Solución: 2,20 L) 32. Muchos gases se transportan en recipientes de alta presión. Considera un tanque de acero con un volumen de 42 L que contiene O 2 gaseoso a una presión de 177 atm a 23ºC. a) ¿Qué masa de O 2 tiene el tanque? B) ¿Qué volumen ocuparía en condiciones normales? (masa atómica del O, 16 u) (Solución: a) 9.800,92 g = 9,80 Kg; b) 6.856,38 L)
33. El gas flúor (F 2), que es peligrosamente reactivo, se transporta en cilindros de acero inoxidable con una capacidad de 30 L a una presión de 11 atm a 26ºC. a) ¿Qué masa de F 2 está contenida en el cilindro? b) ¿Qué volumen ocuparía el gas en condiciones normales? (masa atómica del F, 19 u) (Solución: a) 511,46 g de F 2; b) 301,32 L)
