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%.
= > Datos :
P1 = 32 Pa
T1 = 7°C
V1 = 20 litros
P2 = ?
T2 = 294.
57 K
V2 = V1 + 11% * V1 = 1, 11 * V1
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.
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 :
a.
Primero se debe convertir la temperatura de °C a °K.
T1 = 7 + 273.
15 K = 280.
15K
b.
Luego, se busca la P2, entonces al despejar y sustituir valores se obtiene el resultado.
La ecuación general de los gases establece que la presión, volumen y temperatura de una cantidad de gas fija cumplen la siguiente igualdad :
P1 * V1 / T1 = P2 * V2 / T2
Debes tomar en cuenta que la presión que se usa en esa relacion es la presión absoluta, es decir a la presión manométrica hay que sumarle la presión atmosférica.
En ese caso no han suministrado el valor de la presión atmosférica, por lo que no hay más remedio que suponer un valor.
A falta de información, el valor que debemos suponer es el de 1 atm.
1 atm es equivalente a 101325 Pa
De aquí, razono que 32 Pa es una presión muy baja, por lo que intuyo un error.
Un valor de 32 psi es un valor normal para un neumático, por lo que voy a suponer que el dato de presión es 32 psi.
Ahora convertimos 1 atm a psi : 1 atm = 14, 7 psi.
Por tanto, la presión absoluta es 32 psi + 14, 7 psi = 49.
7 psi
Ahora podemos sustituir los valores conocidos en la ecuación :
49.
7 psi * 20litros / 280, 15K = P2 * 20 * 1, 11 litros / 294, 57K
3.
Responde lo siguiente : ¿Cuál es la nueva presión manométrica?
Despeja P2 de la relación de arriba :
P2 = 49.
7 psi * 20 litros * 294, 57 / (280.
15K * 1, 11 * 20litros) = 47, 08 psi
Ahora resta la presión atmosférica para hallar la presión manométrica
P2 = 47, 08 psi - 14, 7 psi = 32, 38 psi
4.
Explica ¿A qué se refiere la ley general de los gases?
La ley general de los gases ideales establece que
P * V = nRT
Donde R es la constante universal de los gases.
De ella se deduce que para un cantidad fija de gas (n constante)
P * V / T = nR = constente
De donde, P1 * V1 / T1 = P2 * V2 / T2.
Esta ley también se conoce como ley combinada de los gases.
Esta ecuación significa que la presión es inversamente proporcional al volumen y directamente proporcional a la temperatura, y el volumen es directamente proporcional a la temperatura.