Tippens Fisica 7e Soluciones 19

Capítulo 19. Propiedades térmicas de la materia
Leyes generales de los gases
19-1. Un gas ideal ocupa un volumen de 4.00 m3 a una presión absoluta de 200 kPa. ¿Cuál será la
nueva presión si el gas es comprimido lentamente hasta 2.00 m3 a temperatura constante?
PV
1 1 = PV
2 2 ; P2 =

PV
(200 kPa)(4.00 m3 )
1 1
=
V2
(2.00 m3 )

P2 = 400 kPa
19-2. La presión absoluta de una muestra de un gas ideales de 300 kPa a un volumen de 2.6 m3.
Si la presión disminuyera a 101 kPa a temperatura constante, ¿cuál sería el nuevo volumen?
PV
(300 kPa)(2.6 m3 )
1 1
PV
V2 =
=
1 1 = PV
2 2;
P2
(101 kPa)

V2 = 7.72 m3
19-3. Doscientos centímetros cúbicos de un gas ideal a 20º C se expande hasta un volumen de
212 cm3 a presión constante. ¿Cuál es la temperatura final? [T1 = 20º + 273º = 293 K]
V1 V2
= ;
T1 T2T2 =

TV
(293 K)(212 cm3 )
1 2
;
=
V1
200 cm3

T2 = 310.6 K

tC = 310.6º – 273º = 37.6º C;
tC = 37.6º C
19-4. La temperatura de una muestra de gas disminuye de 55 a 25º C bajo presión constante. Si el
volumen inicial era de 400 ml, ¿cuál es el volumen final?
T1 = 55º + 273º = 328 K; T2 = 25º + 273º = 298 K; V1 = 400 mL

V1 V2
T V (298 K)(400 mL)
= ; V2 = 2 1 =
T1 T2
T1
328 K
V2 = 363 ml

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19-5. Un cilindro de acero contiene un gas ideal a 27º C. La presión manométrica es de 140 kPa.
Si la temperatura del recipiente se eleva hasta 79º C, ¿cuál será la nueva presión
manométrica?
T1 = 27º + 273º = 300 K; T2 = 79º + 273º = 352 K;
P1 = 140 kPa + 101.3 kPa = 241.3 kPa;

P1 P2
PT (241.3kPa)(352 K)
= ; P2 = 1 2 =
= 283.1 kPa
T1 T2
T1
300 K
Presión manométrica = 283.1 kPa – 101.3 kPa;
P2 = 182 kPa
19-6. La presión absoluta de una muestra de gas que estaba inicialmente a 300 K se duplica
mientras el volumen permanece constante. ¿Cuál es la nueva temperatura? [P2 = 2P1]

P1 P2
P T (2 P1 )(300 K)
;
= ; T2 = 2 1 =
T1 T2
P1
P1
T2 = 600 K
19-7. Un cilindro de acero contiene 2.00 kg de ungas ideal. De un día para otro, la temperatura y
el volumen se mantienen constantes, pero la presión absoluta disminuye de 500 a 450 kPa.
¿Cuántos gramos del gas se fugaron en ese lapso?

PV
PV
m P (2.00 kg)(450 kPa)
1 1
; m2 = 1.80 kg
= 2 2 ; m2 = 1 2 =
m1T1 m2T2
P1
500 kPa
Pérdida = 2.00 kg – 1.80 kg = 0.200 kg;
Cantidad que se escapó = 200 g

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19-8. Cinco litros de un gas a 25º C tienen una presión absoluta de 200 kPa. Si la presión absoluta
se reduce a 120 kPa y la temperatura sube a 60º C, ¿cuál es el volumen final?
T1 = 25º + 273º = 298 K; T2 = 60º + 273º = 333 K

PV
PV
PV T (200 kPa)(5 L)(333 K)
1 1
= 2 2 ; V2 = 1 1 2 =
T1
T2
T1 P2
(298 K)(120 kPa)
V2 = 9.31 L
19-9. Uncompresor de aire recibe 2 m3 de aire a 20º C y a la presión de una atmósfera
(101.3 kPa). Si el compresor descarga en un depósito de 0.3 m3 a una presión absoluta de
1500 kPa, ¿cuál es la temperatura del aire descargado? [T1 = 20º + 273º = 293 K]
PV
PV
PV T (1500 kPa)(0.3 m3 )(293 K)
1 1
;
= 2 2 ; T2 = 2 2 1 =
T1
T2
PV
(101.3 kPa)(2.0 m3 )
1 1

T2 = 651 K
19-10. Un depósito de 6 L contiene una muestrade gas bajo una presión absoluta de 600 kPa y a
la temperatura de 57º C. ¿Cuál será la nueva presión si la misma muestra de gas se coloca
en un recipiente de 3 L a 7º C? [T1 = 57º + 273º = 330 K; T2 = 7º + 273º = 280 K]

PV
PV
1 1
= 2 2;
T1
T2

P2 =

PV
(600 kPa)(6 L)(280 K)
1 1T2
;
=
TV
(330 K)(3 L)
1 2
P2 = 1020 kPa

19-11. Si 0.8 L de un gas a 10º C se calientan a 90º C bajo presión constante,¿cuál será el nuevo
volumen?
T1 = 10º + 273º = 283 K; T2 = 90º + 273º = 363 K

V1 V2
T V (363 K)(0.8 L)
;
= ; V2 = 2 1 =
T1 T2
T1
283 K
V2 = 1.03 L

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19-12. La parte interior de un neumático de automóvil está bajo una presión manométrica de
30 lb/in2 a 4º C. Después de varias horas, la...