Solución Ejercicios de Ley General


Ejercicios de la Ley General de los GasesBoyle:
  • Ejercicio 1: tenemos una cantidad fija de gas que ocupa 20 litros a 10ºC y 1 atmósfera a presión atmosférica. Calcular la presión una vez comprimido a 10 litros y a temperatura de 50ºC.

    Solución
    • Como se mantiene la masa constante podemos aplicar la Ley General de los gases:

    P1 · V1 / T1 = P2 · V2 / T2

    • Los datos que tenemos son:
      • P1 = 1 atm.
      • P2 = ?
      • V1 = 20 litros
      • V2 = 10 litros
      • T1 = 10ºC → en grados Kelvin: T1 = 10 + 273 = 283ºK
      • T2 = 50ºC → en grados Kelvin: T2 = 50 + 273 = 323ºK
    • Aplicamos la Ley General despejando la incógnita (P2):

    P1 · V1 / T1 = P2 · V2 / T2P2 = (P1 · V1 / T1 ) · (T2 / V2) =
    = (1 atm · 20 litros / 283ºK) · (323ºK / 10 litros) = 2,3 atmósferas

    • P2= 2,3 atmósferas de presión estará sometido el gas en las nuevas condiciones

  • Ejercicio 2: un globo metereológico ocupa 5 m3 de helio a nivel del mar (1 atmósfera) y 25ºC. Calcular el volumen del globo a 20 kilómetros de altura donde la presión del aire es de 0,054 atmósferas y la temperatura de -55ºC.

    Solución:
    • Como la cantidad de gas se mantiene constante podemos aplicar la Ley General de los gases:
      P1 · V1 / T1 = P2 · V2 / T2
    • Los datos que tenemos son:
      • P1 = 1 atm.
      • P2 = 0,054 atm.
      • V1 = 5 m3
      • V2 = ?
      • T1 =  25ºC → en grados Kelvin: T1 = 25 + 273 = 298ºK
      • T2 -55ºC → en grados Kelvin: T2 = -55 + 273 = 218ºK
    • Aplicamos la Ley General de los Gases despejando la incógnita (V2):

P1 · V1 / T1 = P2 · V2 / T2V2 = (P1 · V1 / T1 ) · (T2 / P2) =
= (1 atm · 5 m3 / 298ºK) · (218ºK / 0,054 atm.) = 67,7 m3

    • V267,7 m3 ¡13,5 veces más de volumen que a nivel del suelo!

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versión 1 (17/09/2015)