DILATACION DE LOS GASES

FÍSICA II
Describa los siguiente conceptos.
Propiedad de los gases.
Presión.
Volumen.
Temperatura.
Biografias de:
Joseph Louis Gay-Lussac.
Jacques Charles.
Robert Boyle.
Ley de Boyle
Formula ley de Boyle.
Ley de Gay – Lussac..
Formula de Gay – Lussac.
Ley de Charles.
Formula de Charles.
Ley general del estado gaseoso.
Formula de la ley general.
Gas ideal.
Constante universal de los gases.
DILATACIÓN DE LOS GASES
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FÍSICA II
LEY DE BOYLE.
P 1 V1 = P2 V2
1. ¿A qué presión se encontrará un gas confinado a un volumen de 2.6 m3?, si su presión
es de 5 x 105
N
y su volumen es de 1.0 m3 a temperatura constante.
m2
2. Se almacena 1 m ³ de oxígeno en un cilindro de hierro a 6,5 atmósferas. ¿Cuál será el
nuevo volumen si estaba inicialmente a 1 atmósfera?
3. Un gas ocupa un volumen de 200 cm3 a una presión de 760 mmHg. ¿Cuál será su
volumen si la presión recibida aumenta a 900 mmHg?
4. Calcular el volumen de un gas al recibir una presión de 2 atm, si su volumen es de 0.75
litros a una presión de 1.5 atm.
5. Un gas recibe una presión de 2 atm y ocupa un volumen de 125 cm3. Calcular la presión
que debe soportar para que su volumen sea de 95 cm3.
6. Una masa de gas amoniaco ocupa un volumen de 10 m3 a 758 mm de mercurio. Hallar su
volumen a 635 mm de mercurio permaneciendo la temperatura constante.
DILATACIÓN DE LOS GASES
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FÍSICA II
LEY DE GAY-LUSSAC
P1 P2
=
T1 T2
Ejemplo:
1. Un tanque de buceo se considera un recipiente hermético, si lo llenamos con 2m3 de
aire comprimido a una presión de
764 Pa a una temperatura ambiente de 29 oC.
¿Qué presión soportaría si la temperatura disminuye a 22 oC?
2. Una masa gaseosa a 32 °C ejerce una presión de 1 8 atmósferas, si se mantiene
constante el volumen, qué aumento sufrió el gas al ser calentado a 52 °C?.
3. ¿Cuál será la presión que adquiere una masa gaseosa de 200 cm ³ si pasa de 30 °C a 70
°C y su presión inicial es de 740 mm de Hg y el vol umen permanece constante?
4. Una masa dada de un gas recibe una presión absoluta de 2.3 atmósferas, su temperatura
es de 33 °C y ocupa un volumen de 850 cm 3. Si el volumen del gas permanece constante
y su temperatura aumenta a 75 °C, ¿Cuál será la pre sión absoluta del gas?
LEY DE CHARLES.
V1 V2
=
T1 T2
1. El gas de un globo aerostático, ocupa un volumen de 3 m3 a una temperatura de 25
o
C,
¿A cuántos grados centígrados alcanzará los 5 m3, si se mantiene el sistema a presión
constante?
DILATACIÓN DE LOS GASES
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FÍSICA II
2. La presión que actúa sobre 0.63 m3 de un gas a 28 o C, se mantiene constante al variar
su temperatura hasta 34 o C . ¿Qué nuevo volumen ocupará el gas?
3. Un gas ocupa un volumen de 3.25 litros a una temperatura de 30 º C . si la presión
permanece constante a que temperatura en volumen seria de 6.51 litros?
4. Una masa de gas ocupa 600 cm3 a 25 º C. Si la presión se mantiene constante, ¿cuál
será el volumen de dicha masa de gas a -5 º C?
5. Una masa de gas ocupa 600 cm3 a 77 º F. Si la presión se mantiene constante, ¿cuál
será el volumen de dicha masa gaseosa a 23 º F?
6. Un volumen gaseoso de un litro es calentado a presión constante desde 18 ° C hasta 58 °
C, ¿qué volumen final ocupará el gas?.
7. Un gas a 18 ° C y 750 mm de Hg ocupa un volumen de 150 cm ³, ¿cuál será su volumen
a 65 ° C si se mantiene constante la presión?.
8. Una determinada masa de cloro ocupa un volumen de 38 cm3 a 20 º C. Hallar su volumen
a 45º C permaneciendo la presión constante.
9. Se tiene un gas a una temperatura de 25° C y con un volumen de 70 cm3, a una presión
de 586 mm Hg. ¿Qué volumen ocupará este gas a una temperatura de 0°C si la presión
permanece constante?.
DILATACIÓN DE LOS GASES
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FÍSICA II
Formula general.
P1V1 P2V2
=
T1
T2
1. Calcular el volumen que ocupará 75 L de aire a 4 atm y 100 ºC , que se pasan a
condiciones normales (presión = 1 atm, temperatura = 0 ºC )
2. Una masa de hidrógeno gaseoso ocupa un volumen de 3 L. a una temperatura de 42 ºC
y una presión absoluta de 684 mm de Hg. ¿ Cuál será su presión absoluta si su
temperatura aumenta a 58 ºC y su volumen es de 3.5 L ?
3. Un gas que está dentro de un recipiente de 6 litros se le aplica una presión absoluta de
1265 mm de Hg y su temperatura es de 14 ºC. ¿Cuál será su temperatura si ahora
recibe una presión absoluta de 940 mm de Hg y su volumen es de 4.8 L.?
4. En el manómetro de un tanque de gas, con émbolo móvil, de 200 L, se lee una presión de
2000 Kpa. En un día de verano cuya temperatura es de 36 ºC ¿Cuál será su volumen en
un día de invierno a una temperatura de 12 ºC, si la presión disminuye a 1060 Kpa?
5. Un tanque de 30 L. contiene una muestra de un gas bajo una presión absoluta de 3x105
N/m² y una temperatura de 48 ºC. ¿Cuánto aumentará la presión si la misma muestra de
gas se coloca en un recipiente de 10 litros y se enfría hasta una temperatura de 10 ºC?
6. Una masa gaseosa a 15 °C y 756 mm de Hg ocupa un volumen de 300 cm ³, cuál será su
volumen a 48 °C y 720 mm de Hg?.
7. Cierta cantidad de gas esta sometida a una presión de 0.855 atm en un volumen de 500
ml a 0ºC. Que presión ejercerá la misma cantidad de gas en un volumen 700 ml a 100 ºC.
DILATACIÓN DE LOS GASES
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FÍSICA II
8. Una masa de hidrógeno ocupa un volumen de 50 m3 a 15 ºC y 20 New/cm2. Hallar su
volumen a –50 ºC y 60 New/cm2.
GAS IDEAL
Un gas ideal es un gas hipotético (modelo perfecto) que permite hacer consideraciones
prácticas que facilitan algunos cálculos matemáticos. Se le supone conteniendo un número
pequeño de moléculas, por tanto, su densidad es baja y su atracción intermolecular es nula.
Debido a ello, en
un gas ideal el volumen ocupado por sus moléculas es mínimo en
comparación con el volumen total, por este motivo no existe atracción entre sus moléculas.
Es evidente que en caso de un gas real sus moléculas ocupan un volumen determinado y
existe atracción entre las mismas. Sin embargo, en muchos casos estos factores son
insignificantes y el gas puede considerarse como ideal.
LA CONSTANTE UNIVERSAL DE LOS GASES
PV = n RT
P= Presión absoluta a la que se encuentra el gas. (atm)
V= Volumen ocupado por el gas. (m3)
n= Número de moles del gas. (mol)
R = 0.0821
atmL
molK
T = Temperatura absoluta. (ºK)
Despejar las incógnitas de la formula de los gases ideales.
P=
V=
n=
DILATACIÓN DE LOS GASES
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FÍSICA II
R=
T=
¿Qué volumen ocuparán 7 moles de bióxido de carbono (CO2) a una temperatura de 36 ºC
y 830 mm de Hg ?
Una masa de hidrógeno gaseoso (H2) ocupa un volumen de 180 litros en un deposito a una
presión 0.9 atmósferas y una temperatura de 16 ºC. Calcular :
a) ¿Cuántos moles de hidrógeno se tienen ?
¿Cuántos moles de gas helio (He) hay en un cilindro de 8 litros , cuando
la presión es de 25 atm y la temperatura es de 37ºC ?
Masa molecular
n=
m
PM
m = nPM
PM = Masa molecular.
m = masa.
n = cantidad de gramos mol.
Condiciones normales.
Para calcular el valor de R consideramos que un mol cualquier de gas ideal en condiciones
normales de presión y temperatura,(1 atm y 273 K) ocupa un volumen de 22.413 L.
1. ¿Qué volumen ocupan 2 moles de un gas en condiciones normales?
DILATACIÓN DE LOS GASES
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FÍSICA II
2. ¿Cuántas moléculas hay en 1 cm3 de gas a condiciones normales ?
3. ¿Cuántos gramos de oxígeno ocupa un volumen de 2300 L. a una presión de 2
190 ºC ?
PM del oxígeno es de 32
atm y
g
mol
4. ¿Cuál es la masa molecular de 2694 g. que tiene un volumen de 1600 L. a una presión
de 2 atm y una temperatura de 190 ºC ?
5. ¿Calcular el volumen ocupado por 8 g. de oxígeno en condiciones normales ?
6. Un tanque de 690 L. de volumen, contiene oxigeno a 30 ºC y 5 atm de presión. Calcular la
masa del oxígeno en el tanque.
7. Si tenemos un mol de gas a una atmósfera de presión a 0 º C, cual será el volumen.
8. Calcular el volumen en litros ocupado por 0.46 moles de CO2 a 2.52 atm., y 26 º C.
9. ¿Cuál es la presión de 0.2 mol de un gas que ocupa un volumen de 4 litros a 54ºC?
DILATACIÓN DE LOS GASES
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