61154266 Gas Ideal

Gas Ideal

TERMODINÁMICA APLICADA

M.C. Felipe López Garduza

Leyes Generales de los Gases: Estados Inicial y Final
Nota: En los ejercicios se toma el valor de 273 para convertir de Celsius a Kelvin, pero
RECUERDA que en realidad es 273.15.
1. Un gas ideal ocupa un volumen de 4.00 m3 a 200 kPa de presión absoluta. ¿Cuál será la nueva
presión si el gas se comprime lentamente a 2.00 m3 de maneraisotérmica (temperatura
constante)?

PV
1 1  PV
2 2;

P2 

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

P2 = 400 kPa

2. La presión absoluta de una muestra de un gas ideal es 300 kPa con un volumen de 2.6 m3. Si la
presión disminuye a 101 kPa a temperatura constante, ¿cuál es el nuevo volumen?

PV
1 1  PV
2 2;

V2 

PV
(300 kPa)(2.6 m3 )
1 1

P2
(101 kPa)

V2 = 7.72 m3

3. Doscientoscentímetros cúbicos de un gas ideal a 20°C se expanden a un volumen de 212 cm3
a presión constante. ¿Cuál es la temperatura final?

V1 V2
 ;
T1 T2

[ T1 = 20 + 273 = 293 K ]

TV
(293 K)(212 cm3 )
1 2
T2 

;
V1
200 cm3

tC = 310.6° – 273° = 37.6°C;

T2 = 310.6 K
tC = 37.6°C

4. La temperatura de una muestra de gas disminuye de 55°C a 25°C a presión constante. Si el
volumen inicial fue 400 mL, ¿cuál es elvolumen final?
T1 = 55 + 273 = 328 K;

T2 = 25 + 273 = 298 K;

1

V1 = 400 mL

Gas Ideal

TERMODINÁMICA APLICADA
V1 V2
 ;
T1 T2

V2 

T2V1 (298 K)(400 mL)

T1
328 K

M.C. Felipe López Garduza

V2 = 363 mL

5. Un cilindro de acero contiene un gas ideal a 27°C. La presión manométrica es 140 kPa. Si la
temperatura de un contenedor aumenta a 79°C, ¿cuál es la nueva presión manométrica?
T1 = 27 +273 = 300 K; T2 = 79 + 273 = 352 K;
P1 = 140 kPa + 101.3 kPa = 241.3 kPa;
P1 P2
 ;
T1 T2

P2 

PT
(241.3 kPa)(352 K)
1 2

 283.1 kPa
T1
300 K

Presión Manométrica = 283.1 kPa – 101.3 kPa;

P2 = 182 kPa

6. La presión absoluta de una muestra de gas inicialmente a 300 K se duplica mientras el
volumen se mantiene constante. ¿Cuál es la nueva temperatura?
P1 P2
 ;
T1 T2

T2 

P2T1 (2 P1 )(300K)
;

P1
P1

[ P2 = 2P1 ]

T2 = 600 K

7. Un cilindro de acero contiene 2.00 kg de un gas ideal. Durante la noche la temperatura y el
volumen se mantienen constantes, pero la presión absoluta disminuye de 500 kPa a 450 kPa.
¿Cuántos gramos de gas se escaparon durante la noche?
PV
PV
1 1
 2 2;
m1T1 m2T2

m2 

m1 P2 (2.00 kg)(450 kPa)
;

P1
500 kPa

m2 = 1.80 kg

Pérdida = 2.00 kg – 1.80 kg =0.200 kg; Cant. perdida = 200 g

8. Cinco litro de un gas a 25°C tiene una presión absoluta de 200 kPa. Si la presión absoluta
disminuye a 120 kPa y la temperatura aumenta a 60°C, ¿cuál es el volumen final?
T1 = 25 + 273 = 298 K;

T2 = 60 + 273 = 333 K

2

Gas Ideal

TERMODINÁMICA APLICADA
PV
PV
1 1
 2 2;
T1
T2

V2 

M.C. Felipe López Garduza

PV
(200 kPa)(5 L)(333 K)
1 1T2

T1P2
(298 K)(120kPa)

V2 = 9.31 L
9. Un compresor de aire toma 2 m3 de aire a 20°C ya una atmósfera (101.3 kPa) de presión. Si el
compresor descarga dentro de un tanque de 0.3 m3 a una presión absoluta de 1500 kPa, ¿cuál
es la temperatura del aire descargado?

PV
PV
1 1
 2 2;
T1
T2

T2 

[ T1 = 20 + 273 = 293 K ]

PV
(1500 kPa)(0.3 m3 )(293 K)
2 2T1

;
PV
(101.3 kPa)(2.0 m3 )
1 1

T2 = 651 K

10. Un tanque de6 L mantiene una muestra de gas por debajo de una presión absoluta de 600
kPa y una temperatura de 57°C. ¿Cuál será la nueva presión si la misma muestra de gas se
coloca dentro de un contenedor de 3 L a 7°C.
[ T1 = 57 + 273 = 330 K; T2 = 7 + 273 = 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

11. Si 0.8 L de un gas a 10°C se calientaa 90°C a presión constante. ¿Cuál es el nuevo
volumen?
T1 = 10 + 273 = 283 K; T2 = 90 + 273 = 363 K
V1 V2
 ;
T1 T2

V2 

T2V1 (363 K)(0.8 L)
;

T1
283 K

V2 = 1.03 L

12. El interior de una llanta de automóvil está a una presión manométrica de 30 lb/in 2 a 4°C.
Después de varias horas, la temperatura interior del aire aumenta a 50°C. Asumiendo volumen
constante, ¿cuál es la nueva presión...