1. Un volumen gaseoso de un litro es calentado a presión constante desde 18 °C hasta 58 °C, ¿qué volumen 1. Un final ocupará el gas!
Desarrollo Datos"
#1 $ 1 l %1 $ %& $ % $ constante t1 $ 18 °C t& $ 58 °C 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& *i % $ constante #1()1 $ #&()& %asamos las temperaturas a temperaturas a+solutas! t1 $ 18 °C )1 $ 18 °C &-.,15 °C )1 $ &/1,15 0 t& $ 58 °C )& $ 58 °C &-.,15 °C )& $ ..1,15 0 espe2amos #&" #& $ #1!)&()1 #& $ 1 l!..1,15 0(&/1,15 0 V2 = 1,14 l
2.
Una masa gaseosa a .& °C e2erce una una presión de 18 atmósferas, si se mantiene constante constante el volumen, qué aumento sufrió el gas al ser calentado a 5& °C!
Desarrollo Datos"
t1 $ .& °C t& $ 5& °C %1 $ 18 atmósferas #1 $ #& $ # $ constante 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& *i # $ constante" %1()1 $ %&()& %asamos las temperaturas a temperaturas a+solutas! t1 $ .& °C )1 $ .& °C &-.,15 °C )1 $ .35,15 0 t& $ 5& °C )& $ 5& °C &-.,15 °C )& $ .&5,15 0 espe2amos %&" %& $ %1!)&()1 %& $ 18 atmósferas!.&5,15 0(.35,15 0 P2 = 19,18 atmósferas 3. 'n un la+oratorio se o+tienen .3 cm 4 de nitrógeno a 18 °C -53 mm de 6g de presión, se desea sa+er cuál es el volumen normal!
Desarrollo Datos"
#1 $ .3 cm 4 #1 $ 3,3. dm 4 $ 3,3. l
%1 $ -53 mm 6g t1 $ 18 °C )1 $ 18 °C &-.,15 °C )1 $ &/1,15 0 %& $ -73 mm 6g )& $ &-.,15 0 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& #& $ %1!#1!)&9(%&!)19 #& $ -53 mm 6g!3,3. l!&-.,15 09(-73 mm 6g!&/1,15 09 V2 = 0,0278 l
4. Una masa de hidrógeno en condiciones normales ocupa un volumen de 53 litros, ¿cuál es el volumen a .5 °C -&3 mm de 6g!
Desarrollo Datos"
#1 $ 53 l %1 $ -73 mm 6g )1 $ &-.,15 0 t& $ .5 °C )& $ .5 °C &-.,15 °C )& $ .38,15 0 %& $ -&3 mm 6g 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& #& $ %1!#1!)&9(%&!)19 #& $ -73 mm 6g!53 l !.38,15 09(-&3 mm 6g!&-.,15 09 V2 = 59,54 l
5. Un gas a 18 °C -53 mm de 6g ocupa un volumen de 153 cm 4, ¿cuál será su volumen a 75 °C si se mantiene constante la presión!
Desarrollo Datos"
t1 $ 18 °C )1 $ 18 °C &-.,15 °C )1 $ &/1,15 0 %1 $ -53 mm 6g #1 $ 153 cm 4 #1 $ 3,15 dm 4 $ 3,15 l t& $ 75 °C )& $ 75 °C &-.,15 °C )& $ ..8,15 0 %& $ -53 mm 6g 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& %1 $ %& $ % $ constante *i % $ constante #1()1 $ #&()& espe2amos #&" #& $ #1!)&()1 #& $ 3,15 l!..8,15 0(&/1,15 0 V2 = 0,174 l
6. Una masa gaseosa a 15 °C -57 mm de 6g ocupa un volumen de .33 c m 4, cuál será su volumen a :8 °C -&3 mm de 6g!
Desarrollo Datos"
t1 $ 15 °C )1 $ 15 °C &-.,15 °C )1 $ &88,15 0 %1 $ -57 mm 6g #1 $ .33 cm 4 #1 $ 3,. dm 4 $ 3,. l t& $ :8 °C )& $ :8 °C &-.,15 °C )& $ .&1,15 0 %& $ -&3 mm 6g 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& #& $ %1!#1!)&9(%&!)19 #& $ -57 mm 6g!3,. l!.&1,15 09(-&3 mm 6g!&88,15 09 V2 = 0,351 l 7. ¿Cuál será la presión que adquiere una masa gaseosa de &33 cm 4 si pasa de .3 °C a -3 °C su presión inicial es de -:3 mm de 6g el volumen permanece constante!
Desarrollo Datos"
t1 $ .3 °C )1 $ .3 °C &-.,15 °C )1 $ .3.,15 0 %1 $ -:3 mm 6g t& $ -3 °C )& $ -3 °C &-.,15 °C )& $ .:.,15 0 #1 $ #& $ # $ constante 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& *i # $ constante" %1()1 $ %&()& %& $ %1!)&()1 %& $ -:3 mm 6g!.:.,15 0(.3.,15 0 P2 = 837,64 mm Hg
8. ¿Cuál será la presión de un gas al ser calentado de &3 °C a 1:3 °C si su presión inicial es de : atmósferas
Desarrollo Datos"
t1 $ &3 °C )1 $ &3 °C &-.,15 °C )1 $ &/.,15 0 t& $ 1:3 °C )& $ 1:3 °C &-.,15 °C )& $ :1.,15 0 %1 $ : atmósferas *e supone volumen constante! 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& *i # $ constante" %1()1 $ %&()&
%& $ %1!)&()1 %& $ : atmósferas!:1.,15 0(&/.,15 0 P2 = 5,64 atmósferas 9. Un recipiente está lleno de aire a presión normal a 3 °C! %osee una válvula de seguridad que pesa 133 ; su sección es de 8 cm
Desarrollo Datos"
%1 $ 1 atmósfera %1 $ 131.&5 %a > $ 133 ; * $ 8 cm < * $ 3,3338 m < t1 $ 3 °C )1 $ 3 °C &-.,15 °C )1 $ &-.,15 0 %rimero calculamos la presión a la que a+rirá la válvula" %v $ >(* %v $ 133 ;(3,3338 m < %v $ 1&5333 %a 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& *e supone volumen constante! *i # $ constante" %1()1 $ %&()& )& $ %&!)1(%1 %& $ 1&5333!&-.,15 0(131.&5 )& $ ..7,/- 0 t& $ ..7,/- 0 ? &-.,15 0 t2 = 63,82 °C
10. 'n una fá+rica de o@Ageno se almacena 1 m 4 de ese gas en un cilindro de hierro a 5 atmósferas, ¿qué volumen ha+rá adquirido si inicialmente la presión era de 1 atmósfera
Desarrollo Datos"
%1 $ 1 atmósfera #1 $ 1 m 4 #1 $ 1333 l %& $ 5 atmósferas 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& %ara el caso" %1!#1 $ %&!#& #& $ %1!#1(%& #& $ 1 atmósfera!1333 l(5 atmósferas V2 = 200 l
11. Ba densidad del o@Ageno a presión normal es de 1,:&/ g(m 4, ¿qué presión soportarAa para que su densidad sea de 3,58/ g(m 4!
Desarrollo Datos"
%1 $ -73 mm 6g D 1 $ 1,:&/ g(m 4
D & $ 3,58/ g(m 4 %ero la densidad es" D $ m(# # $ m( D Buego" #1 $ m( D
1
#& $ m( D
&
'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& *e supone temperatura constante! *i t $ constante" %1!#1 $ %&!#& Eeempla=ando" %1!m( D 1 $ %&!m( D & como la masa no varia" %1( D 1 $ %&( D & %& $ %1!D &( D 1 %& $ -73 mm 6g!3,58/ g(m 4(1,:&/ g(m 4 P2 = 313,25 mm Hg
12. F presión de -58 mm de 6g, el aire en la rama de un manómetro de aire comprimido marca .& cm, ¿qué presión se e2erce cuando ese nivel se reduce a 8 cm considere uniforme la secci ón del tu+o9!
Desarrollo Datos"
%1 $ -58 mm 6g h1 $ .& cm h& $ 8 cm Ba relación entre el volumen la altura es" #1 $ G!r
13. 'nuncie las lees de Ha Bussac! Ba le de Charles Ha Bussac afirma que el volumen de un gas a presión constante es directamente proporcional a la temperatura a+soluta! #1()1 $ #&()& Itra le afirma que a volumen constante la presión es directamente proporcional a la temperatura a+soluta! p1()1 $ p&()& Eesumiendo" p1!#1()1 $ p&!#&()& $ constante 14. ¿Jué son gases reales e ideales!
Un gas ideal es aquel que verifica e@actamente la ecuación" p!# $ E!n!) para todas las presiones temperaturas! 'n general, el comportamiento de un gas se apro@ima más al modelo de gas ideal a mu +a2as presiones, cuando las moléculas están separadas entre sA! Cuando las presiones temperaturas son altas el comportamiento del gas se ale2a del modelo de gas ideal, en este caso no se ha+la de gases ideales sino de gases reales! Ba ecuación más sencilla la más c onocida para anali=ar el comportamiento de los gases reales presenta la siguiente forma" P.V = .!." P" presión a+soluta! #" volumen! !" constante universal de los gases! "" temperatura a+soluta! " se puede considerar como un factor de corrección para que la ecuación de estado se pueda seguir aplicando a los gases reales!
15. ¿Jué propiedades fAsicas recuerda de los gases! ? ;o ha fuer=a de atracción entre las moléculas! ? *on fáciles de comprimir! ? *e e@panden hasta llenar el contenedor! ? Icupan mas espacio que los sólidos o lAquidos que los conforman!
16. 'nuncie la le de Kole Lariotte! Ba le de Kole?Lariotte afirma que el volumen de un gas a temperatura constante es inversamente proporcional a la presión! p1!#1 $ p&!#& 1-! ¿Ba densidad de un gas varAa al modificar la presión que soporta! ¿%or qué! *i, porque" M $ m(# $ p!L(E!) 18. *e almacena 1 m 4 de o@Ageno en un cilindro de hierro a 7,5 atmósferas! ¿Cuál será el nuevo volumen si esta+a inicialmente a 1 atmósfera
Desarrollo Datos"
%1 $ 1 atmósfera #1 $ 1 m 4 #1 $ 1333 l %& $ 7,5 atmósferas 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& %ara el caso" %1!#1 $ %&!#& #& $ %1!#1(%& #& $ 1 atmósferas!1333 l(7,5 atmósferas V2 = 153,8 l
19. 'n un tanque se coloca querosen hasta el -5 N de su volumen, se introduce luego aire hasta que alcan=a una presión de &,8 atmósferas, determinar el volumen de aire dentro del tanque, si su longitud es de .5 cm 8 cm de radio!
Desarrollo Datos"
%1 $ &,8 atmósferas C lleno $ -5 N C aire $ &5 N l $ .5 cm l $ 3,.5 m r $ 8 cm
r $ 3,38 cm #1 $ G!r
20. 'n un rifle de aire comprimido se encierran &33 cm 4 de aire a presión normal que pasan a ocupar && cm 4! ¿Cuál es la nueva presión del aire, si el proectil sale con una fuer=a de 1&3 gf, ¿cuál será la sección del proectil!
Desarrollo Datos"
#1 $ &33 cm 4 #1 $ 3,& l %1 $ 1 atmósfera #& $ && cm 4 #1 $ 3, && l > $ 1&33 ; 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& %ara el caso" %1!#1 $ %&!#& %& $ %1!#1(%& %& $ 1 atmósfera!3,& l(3,3&& l P2 = 9,091 atmósferas %ara la segunda pregunta" % $ >(* * $ >(% %& $ /,3/1 atmósferas!131.&5 %a(1atmósfera %& $ /&11.7,.7: %a * $ 1&33 ;(/&11.7,.7: %a % = 0,001303 m &
21. Un tu+o cilAndrico de 1,5 m de largo se sumerge verticalmente en mercurio hasta que el e@tremo cerrado queda a &5 cm de la superficie li+re del mercurio! eterminar la longitud que ocupará, dentro del tu+o, el aire, si la presión e@terior es de -5 cm de 6g D $ 1.,57 g(cm 49!
Desarrollo Datos"
l $ 1,5 m Ol $ &5 cm $ 3,&5 m p $ -5 cm 6g $ 131.&5 %a!-5 cm 6g(-7 cm 6g $ ////1,--7. %a D $ 1.,57 g(cm 4 $ 1.,57 g(cm 49!1 g(1333 g9!1333333 cm 4(m 49 $ 1.573 g(m 4 Esquema"
'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& %ara el caso" %1!#1 $ %&!#& %ero el volumen es" %1!G!r
22. 'n un tu+o vertical lleno de aire de : cm de diámetro se coloca un ém+olo que a2usta perfectamente sin ro=amiento9! *i el peso del ém+olo es de &,5 gf la presión e@terior es de -.5 mm de 6g ¿cuál es la presión del aire encerrado cuando el s istema aire?ém+olo se encuentra en equili+rio!
Desarrollo Datos"
d $ : cm $ 3,3: m
%e $ &5 ; %a $ -.5 mm 6g $ -.5 mm 6g!131.&5 %a(-73 mm 6g $ /-//1,/:38 %a Esquema"
Ba presión e2ercida por el em+olo es" % em $ %e(* % em $ %e( G!d(&9 < % em $ &5 ;(.,1:!3,3: m(&9 < % em $ 1/8/:,.7-/ %a Ba presión del aire será la presión e2ercida por el em+olo mas la atmosférica" % aire $ % em %a % aire $ 1/8/:,.7-/ %a /-//1,/:38 %a P a(re = 117886,447 Pa
23. 'n el caso del pro+lema anterior, ¿cuál será el volumen ocupado por el aire si la longitud del tu+o es de . m!
Desarrollo *egPn la ecuación" %1!#1 $ %&!#& onde %& $ % aire %1!G!d(&9
24. Un volumen de 153 dm 4 está a presión normal, ¿qué presión soportará si su volumen se reduce a 1& cm 4!
Desarrollo Datos"
#1 $ 153 dm 4 #1 $ 153 l %1 $ 1 atmósfera %1 $ -73 mm 6g #& $ 1& cm 4 #& $ 3,31& l 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& %ara el caso" %1!#1 $ %&!#&
%& $ %1!#1(#& %& $ 153 l!-73 mm 6g(3,31& l P2 = 9500000 mm Hg
25. 'l aire en la rama cerrada de un manómetro de aire comprimido es de .5 cm cuando la presión es de -55 mm de 6g, ¿cuál será la presión cuando es nivel sea de 7 cm!
Desarrollo Datos"
h1 $ .5 cm %1 $ -55 mm 6g h& $ 7 cm 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& %ara el caso" %1!#1 $ %&!#& %ero el volumen es" %1!G!r
26. 'l aire en la rama cerrada de un +arómetro a presión normal, alcan=a a un volumen que equivale a 75 cm ! ¿Cuál será el nuevo nivel si la presión e2ercida fuera de :3 gf(cm < cuanto se elevará el 6g!
Desarrollo Datos"
h1 $ 75 cm %1 $ -73 mm 6g %& $ :3 gf(cm < %& $ :3 gf(cm <9!-73 mm 6g9(1,3..515 gf(cm <9 %& $ &/:1: mm 6g 'cuación" %1!#1()1 $ %&!#&()& %ara el caso" %1!#1 $ %&!#& %ero el volumen es" %1!G!r
