1. Lee el siguiente problema.
La parte interior de un neumático de
automóvil está bajo una presión manométrica de 32 Pa a 7°C y un volumen
de 20 litros de aire.
Después de varias horas, la temperatura del aire
interior sube a 294.
57 K y su volumen aumenta un 11%.
Al aplicar las
leyes de los gases, las unidades de las variables Presión y Volumen,
pueden ser las que sean, siempre y cuando sean congruentes, las unidades
de la Temperatura siempre deben ser Kélvines.
Extrae los datos :
condiciones iniciales condiciones finales
p = 32 Pa x
T = 7°C T = 294, 57 K
V = 20 litros V = 20 litros + 11% de 20 litros
2.
Calcula la
temperatura final en °C y el volumen final en litros.
Integra en tu
documento el procedimiento para la resolución del problema.
Para
resolver la actividad recuerda :
Temperatura final en °C = 294, 57 - 273.
15 = 21, 42°C
Volumen final = 20 litros + 11% * 20litros = 20 litros + 2, 2 litros = 22, 2 litros
a.
Primero se debe convertir la
temperatura de °C a °K.
T inicial = 7 + 273.
15 K = 280.
15K
b.
Luego, se busca la P2, entonces al despejar y
sustituir valores se obtiene el resultado.
La fórmula a usar es la ley cominada de los gases ideales :
Pi * Vi / Ti = Pf * Vf / Tf = > Pf = P1 * Vi * Tf / (Ti * Vf)
Ahora solo debes sustituir ; pero antes de eso debes darte cuenta de dos cosas :
La presión que aparece en la ecuación de los gases ideales es presión absoluta, no manométrica.
Eso quiere decir que a la presión manométrica hay que sumarle la presión atmosférica.
En este caso, supondremos que la presión es 1 atm = 101325 Pa.
Esta consideración hace darse cuenta de que la presión dada 32 Pa es una presión muy baja, por lo que vamos a suponer que esa presión en realidad es 32 psi, la cual es una presión normal para un caucho frío.
Entonces, Pi = 32 psi + 14, 7 psi = 46, 7 psi
3) Cuál es la nueva presión manométrica
Y calculamos Pf = Pi * Vi * Tf / (Ti * Vf)
Pf = 46, 7 psi * 20 litros * 294, 57K / (280.
15 K * 20 litros * 1, 11 ) = 44, 24 psi
Y la pasamos a presión manométrica, para lo cual restas la presión atmosférica
Pf = 44, 24 psi - 14, 7 psi = 29, 5 psi.
4. Explica ¿A qué se refiere la
ley general de los gases?
La ley general de los gases establece la relación entre presión, volumen y temperatura para una cantidad fija de gas.
La presión y la temperatura, así como el volumen y la temperatura son directamente proporcionales entre sí.
La presión y el volumen son inversamente proporcionales entre sí.
A este mismo resultado puedes llegar usando la ley de los gases ideales pV = n RT, cuando dejas fijo n, ya que R es una constante.