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UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERÍA
ÁREA DE QUÍMICA
QUÍMICA GENERAL 1

PROBLEMAS RESUELTOS SOBRE GASES
Elaborado por
Ing. Edgar Gamaliel de León
“Instruye al joven en su camino y aún cuando fuere viejo no se
apartará de él”
PROBLEMA No. 1
La presión atmósferica promedio en la ciudad de Guatemala es aproximadamente
643 milímetros de mercurio. ¿A cuántoequivale ésta presión expresada en?
a)

Atmósferas

b)

Pascales

c)

SOLUCIÓN:
a)
643 mm Hg x 1 atmósfera =
760 mm Hg

psi

d)

Barias

0.846 atmósferas

b)

643 mm Hg x 1 atmósfera x
760 mm Hg

101,325 Pascal = 85726.28 Pascal
1 atmósfera

c)

643 mm Hg x 1 atmósfera x 14.7 psi = 12.44 psi
760 mm Hg
1 atm

d)

643 mm Hg x 1 atmósfera x 1.01325 Barias = 0.857Barias
760 mm Hg
1 atmósfera

PROBLEMA No. 2
Un recipiente cilíndrico que contiene un aerosol, tiene en uno de sus extremos una
tapa semiesférica con diámetro de 5 cm. Si la fuerza que ejercen las moléculas
del aerosol sobre ésta tapa es de 11.8 Newton, ¿qué presión expresada en
atmósferas está soportando la tapa?
SOLUCIÓN:
La presión ejercida por un sistema gaseoso está definida por: P = F/ A
Para calcular la presión que soporta la tapa del recipiente hace falta establecer el
área sobre la cual se está aplicando la fuerza.
Esta área se puede calcular
estableciendo el área de la esfera, dividiendo luego el resultado por 2, ya que se
trata de una semiesfera.
Aesfera = (4)x(3.14)r2

El radio de la esfera es la mitad del diámetro: 5 cm / 2 = 2.5 cm
Aesfera = (4)x(3.14)(2.5cm)2
Aesfera = 196.25 cm2
Asemiesfera

=

196.25 cm2
2

=

98.125 cm2

Convirtiendo los cm2 a m2 se establece que 98.125 cm2 = 0.0098125 m2
Finalmente, la presión que soporta la tapa es:
P = 11.8 Newton
0.0098125 m2

=

1202.55 N/m2

Expresada en atmósferas la presión es: 1202.55 N/m2 x 1 atmósfera =
101325 N/m2

0.012
atm

PROBLEMA No. 3
En condiciones STP, un gas ocupaun volumen de 14 litros. ¿Cuál es el volumen
del gas a 92 oF y 29.4 psi ?
SOLUCIÓN:
Las condiciones STP hacen referencia a una temperatura de 273.15 Kelvin y 1
atm de presión.
Las condiciones para el gas son:
Iniciales:

Pi = 1 atm
Ti = 273.15 Kelvin
Vi = 14 litros

Finales:

Pf = 29.4 psi
Tf = 92 oF
Vf = ?

El volumen a 92 oF ( volumen final ) se puede calcular a través de laley
combinada para los gases:
PiVi = PfVf
Ti
Tf
Para sustituir la información en la expresión es necesario convertir la temperatura
dada en Fahrenheit a Kelvin y los 29.4 psi a atmósferas:
o

C=

o

F - 32
1.8

al sustituir:

o

C = 92 - 32
1.8

K = 273.15 + 33.33 = 306.48 Kelvin
29.4 psi x 1 atmósfera = 2 atm
14.7 psi

= 33.33 oC

Finalmente se sustituye lainformación en la ecuación, y se resuelve para Vf :
Vf = Pi Vi Tf
TiPf
Vf = (1 atm ) ( 14 litros ) (306.48 kelvin ) =
(273.15 kelvin) ( 2 atm )

7.85 litros

PROBLEMA No. 4:
Dentro de un recipiente cilíndrico de 15 metros cúbicos se almacena 155
kilogramos de cloro gaseoso ( Cl2 ) a 70 grados centìgrados. ¿Qué presión
expresada en Pa, ejerce el cloro dentro del recipiente?
SOLUCIÓN:
Lainformación proporcionada por problema es:
masa
= 155 kilogramos equivalente a 155,000 gramos
temperatura = 70 Celsius
equivalentes a 343.15 kelvin
Volumen que ocupa el gas, igual al volumen del recipiente cilìndrico
Para calcular la presión ejercida por el cloro dentro del recipiente se utiliza la
ecuación del gas ideal, considerando R = 8.314 Pa.m3 / mol.kelvin :
PV = nRT
De acuerdo a laexpresión anterior, es necesario conocer el número de moles de
cloro que se encuentran dentro del cilindro, esto se puede calcular a partir de los
155 kg de cloro gaseoso:
155,000 gramos Cl2 x 1 mol Cl2 = 2186.18 moles Cl2
70.9 g Cl2
Sustituyendo en la ecuación del gas ideal:
P = ( 2186.18 moles ) x (8.314 Pa.m3 / mol.kelvin) x ( 343.15 kelvin ) =
1 5 m3

a)

415,804.02 Pa

PROBLEMA No. 5...