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Ejercicios sobre la ley de charles.
1.- Se tiene un gas a una presión constante de 560 mm de Hg, el gas ocupa un volumen de 23 cm³ a una temperatura que está en 69°C. ¿Qué volumen ocupará el gas a una temperatura de 13°C?
Análisis: Si nos dice, que es un gas sometido a presión constante, entonces estamos hablando de la Ley de Charles, para esa ley necesitamos dos cosas fundamentales, que seránnuestros datos, que son temperaturas y volúmenes.
Datos:
V1: El volumen inicial nos dice que son de
T1: La temperatura inicial es de 69°C
T2: La temperatura final es de 13°C
Solución: Para dar inicio a este problema, nos damos cuenta que lo que nos hace falta es el volumen final, o V2, para poder llegar a ello, solamente tenemos que despejar de la fórmula original y ver lo que obtenemos:2.- El volumen de una muestra de oxígeno es 2.5 litros a 50°C ¿Qué volumen ocupará el gas a 25°C, si la presión permanece constante?
Solución:
Analizamos el problema y lo que hacemos primero es reunir nuestros datos:
2.5 litros
50°C + 273 = 323°K
?
25°C + 273 = 298 K
Sabiendo nuestra fórmula

Despejamos

Reemplazando nuestros datos en la fórmula.

Por lo que podemosobservar que el volumen final será de 2.306 litros, esto afirma nuevamente que mientras la temperatura disminuya, el volumen disminuirá.
Una muestra de gas tiene un volumen de 80 ml a 50ºC. ¿Qué volumen ocupará la muestra a 0ºC, si la presión se mantiene constante así como la masa de gas?
Este ejercicio relaciona temperatura y volumen, además mantiene la presión constante y no dice nada deaumento o disminución de materia por lo que se entiende que la materia se mantiene constante, debido a lo anterior este ejercicio lo podemos solucionar mediante la ley de Charles.
Solución
1. V1 / T1= V2 / T2
2. V2 = ((T2 V1)/T1)
3. V2 = ((0 ºC 80 ml)/50 ºC) hay que tener en cuenta que la temperatura se debe expresar en una escala absoluta para que sea válida la ley de charles, en este casoconvertiremos los grados Celsius a kelvin para lo que se requiere únicamente sumar 273.15.
4. V2 = ((273.15 K 80 ml)/323.15 K) = 67.622 ml
Ejercicios sobre la ley de Gay Lussac.
1.- Un gas, a una temperatura de 35°C y una presión de 440 mm de Hg, se calienta hasta que su presión sea de 760 mm de Hg. Si el volumen permanece constante, ¿Cuál es la temperatura final del gas en °C?
Solución: Si leemosdetalladamente el problema nos podremos dar cuenta que las condiciones iniciales de temperatura y presión nos las dan como datos, al igual que la presión final, pero el único dato que no nos dan es la temperatura final, y la cual nos piden en °C.
Vamos a colocar nuestros datos:
440 mm de Hg.
35°C + 273 = 308 K
760 mm de Hg.
?
He sumado a 35° la cantidad de 273, para poder hacer laconversión a grados Kelvin. Es muy importante que lo conviertan sino no dará el resultado que esperamos.
Ahora, usamos la fórmula para esta ley, la cual colocaré de nuevo.

Despejando a
Nos queda

Ahora sustituimos nuestros datos.

Pero nos piden el resultado en °C, por lo que restaremos 273 a la cantidad resultante en grados Kelvin.

Como podemos observar en las condicionesiniciales del problema, la temperatura aumentó y como resultado también la presión, esto quiere decir que hemos resuelto el problema con éxito.
2.- La presión del aire en un matraz cerrado es de 460 mm de Hg a 45°C. ¿Cuál es la presión del gas si se calienta hasta 125°C y el volumen permanece constante?
Solución: Para este ejemplo podemos observar claramente que la variable que nos hace falta es lapresión final, por lo que haremos una recopilación de nuestros datos y empezar a resolver.
Si hacemos el análisis también nos damos cuenta que la temperatura ha aumentado de 45°C a 125°C esto quiere decir que por la proporcionalidad que existe entre la presión y temperatura, la presión aumentará como resultado final, no sabemos en qué cantidad, pero si sabemos que aumentará.
¡Muy importante! y...