Mecanica

Ecuación del Gas Ideal

1.- a) Escriba la ecuación del gas ideal y proporcione las unidades que se emplean para cada termino de la ecuación cuando R=0.0821 L-atm/mol-K.

PV=nRT
Donde:

P= Presión (atm)
V= Volumen (litros)
n= Cantidad de sustancia (mol)
T= Temperatura (K)
R= Constante de gases ideales (L-atm/mol-K)

R=PVnT=1 atm (22.4 L)1 mol (273 K)=0.0820 L-atmmol-K

b) ¿Qué esun gas ideal?

Un gas ideal es un gas hipotético formado por partículas puntuales, sin atracción ni repulsión entre ellos y cuyos choques son perfectamente elásticos.

2.- a) ¿Qué condiciones se representan con la abreviatura TPE?

Las condiciones de 0°C y 1 atm, se denominan temperatura y presión estándar, TPE.

b) ¿Qué volumen molar tiene un gas ideal a TPE?

El volumen que ocupa unmol de un gas ideal a TPE, 22.41L, el cual se denomina volumen molar de un gas ideal a TPE.

c) La temperatura ambiente suele tomarse como 25°C. Calcule el volumen molar de un gas ideal a temperatura ambiente.

Datos:

T=25℃+273=298 K
V=?
P=1 atm
n=1 mol
R=0.082 L-atmK-mol

PV=nRT

V=nRTP=1 mol0.082L-atmK-mol(298 K)1 atm=24.4 L

3.- El Hindenburg fue un dirigible famoso llenado conhidrógeno que exploto en 1937. Se el Hindenburg contenía 2.0x105 m3 de hidrogeno gaseoso a 23℃ y 1.0 atm, calcule la masa de hidrogeno presente.

Datos:

V=2.0x105=200x106 L 1 Litro=1x10-3m3
T=23℃+273=296 K 2x105 m3
P=1 atm
mH=?
R=0.0821 L-atmmol-k
M=1 g=1 mol de H=1gmol

ρ=PMRT=(1 atm )(1gmol)0.0821L-atmmol-K(296 K)=0.0411gL

ρ=mV m=ρV=0.041gL200x106 L=8.2x106g

4.- Un anuncio de neón está hecho con tubos de vidrio con un diámetro interior de 4.5 cm y una longitud de 5.3 m. Si el anuncio contiene neón a una presión de 2.03 torr a 35℃, ¿Cuántos gramos de neón hay en el anuncio? (El volumen de un cilindro es πr2h).

Datos:

∅=4.5 cm=0.045 m r=0.022 m
L=5.3 m
P=2.03 torr=2.671x10-3 atm 1atm=760 torr
T=35℃+273=308 K
m= ¿
V=πr2h= π0.022 m25.3 m=8.058x10-3m3=8.058 L
R=0.0821 L-atmmol-K
MNe=20.183 g=1 mol de Ne=20.183gmol

ρ=PMRT=(2.671x10-3 atm )(20.183gmol)0.0821L-atmmol-K(308 K)=2.131x10-3gL

ρ=mV m=ρV=2.131x10-3gL8.058 L=0.017 g

5.- El tanque de un buzo contiene 0.29 Kg de O2 comprimido en un volumen de 2.3 L.

Datos:

m=0.29 Kg=290 g
V=2.3 L
R=0.0821L-atmmol-K

a) Calculé la presión del gas dentro del tanque a 9℃

Datos:

P=?
T=9℃+273=282 K

ρ=mV=290 g2.3 L=126.086 gL

ρ=PMRT P=ρRTM=126.086gl0.0821L-atmmol-K(282 K)32gmol=91.22 atm

b) ¿Qué volumen ocuparía este oxigeno a 26℃ y 0.95 atm?

Datos:

T=26℃+273=299 K
P=0.95 atm
MO2=162=32 g=1 mol de O=32gmol

ρ=PMRT=0.95 atm(32gmol)0.0821L-atmmol-K(299 K)=1.239gmol

ρ=mVV=mρ=290 g1.238gL=234.24 L

6.- Una lata de rocío en aerosol con un volumen de 456 mL contiene 3.18 g de H2 de gas propano (C3H8) como propelente;

Datos:

V=456 mL=.456 L
m=3.18 g

a) Calcule la presión del gas en la lata a 23℃.
Datos:

T=23℃+273=296 K
R=0.0821 L-atmmol-K
M=44 g de C3H8=1 mol de C3H8=44 gmol

ρ=mV=3.18 g.456 L=6.973gL

ρ=PMRT

P=ρRTM=6.973gL0.0821 L-atmmol-K(296 K)(44gmol)=3.846atm

b) ¿Qué volumen ocuparía el propano a TPE?

Datos:

T=0℃+273=273 K
P=1 atm
R=0.0821 L-atmmol-K
M=44 g de C3H8=1 mol de C3H8=44 gmol

ρ=PMRT= 1 atm(44gm)0.0821 L-atmmol-K(273 K)=1.963 gL

ρ=mV V=mρ=3.18 g1.963 gL=1.619 L

c) La etiqueta de la lata indica que la exposición a temperaturas mayores que 130℉ podría reventar la lata. ¿Quépresión habría en la lata a esta temperatura?

Datos:

T=130℉ ℃=130-32+1.8=99.8℃+273=372.8 K
R=0.0821 L-atmmol-K
M=44 g de C3H8=1 mol de C3H8=44 gmol

ρ=mV=3.18 g.456 L=6.973gL

ρ=PMRT

P=ρRTM=6.973 gL0.0821 L-atmmol-K(372.8 K)(44gmol)=4.85 atm

Presiones Parciales

1.- Considere el aparato que se muestra en la ilustración.

a) Cuando se abre la llave de paso entre...