Solución Ejercicios de Ley General

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

• V₂ = 67,7 m³ ¡13,5 veces más de volumen que a nivel del suelo!

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versión 1 (17/09/2015)