ejercicios física calor gas ideal
Páginas: 2 (412 palabras)
Publicado: 9 de agosto de 2013
EJERCICIOS DE FÍSICA CALOR
ECUACION DE ESTADO DE UN GAS IDEAL
PROF: PABLO VILORIA MOLINARES
Un globo lleno de helio tiene un volumen de 1 m3. A medida que asciende por la atmósfera de laTierra su volumen se expande. ¿Cuál es su nuevo volumen si su temperatura y presión originales son 20ºC y 1 atm, y su temperatura y presión finales son –40ºC y 0,1 atm?
R/
V1 = 1 m3
T1 = 20°C =293 K
P1 = 1 atm
T2 = – 40°C = 233 K
P2 = 0,1 atm
Como la cantidad de moles no varía, de la ecuación de estado se tiene:
P1V1 / T1 = P2V2 / T2 _ V2 = P1V1T2 / T1P2 = 1 x 1 x 233 / 293 x 0,1 =7,95 m3
Un tanque lleno de oxígeno contiene 12 kg de oxígeno bajo una presión de 40 atm. Determine la masa de oxígeno que se ha extraído del tanque cuando la lectura de presión es de 25 atm. Supongaque la temperatura del tanque permanece constante.
R/
Datos:
m1 = 12 kg
P1’ = 40 atm
P2’ = 25 atm
Esas presiones son manométricas, por lo tanto, las presiones absolutas son:
P1 = 41 atm
P2= 26 atm
Y, como el volumen del tanque no se modifica, se tiene
V1 = V2
Como la temperatura permanece constante, se utiliza la Ley de Avogadro
P1 / n1 = P2 / n2
Y, como la cantidad demoles es directamente proporcional con la masa de un gas, se tiene
n1 / n2 = m1 / m2
Se obtiene
P1 / m1 = P2 / m2 _ m2 = P2 m1 / P1 = 26 x 12 / 41 = 7,61 kg
Pero, la masa m2 es la masa deoxígeno que queda al interior del tanque, por lo que la cantidad
que se extrajo fue
m = 12 – 7,61 = 4,39 kg
Un cilindro vertical de área de sección transversal se amolda con un embolo de masa sinfricción que encaja herméticamente. Si hay moles de un gas ideal en el cilindro a una temperatura, determine la altura a la cual el émbolo está en equilibrio bajo su propio peso.
La presionejercida por el embolo es
p = fuerza / superficie = m g / A
En condiciones de equilibrio, esta presion debe igualar la presion del gas que, de acuerdo con la ecuacion de estado, vale
p = n R T / V...
EJERCICIOS DE FÍSICA CALOR
ECUACION DE ESTADO DE UN GAS IDEAL
PROF: PABLO VILORIA MOLINARES
Un globo lleno de helio tiene un volumen de 1 m3. A medida que asciende por la atmósfera de laTierra su volumen se expande. ¿Cuál es su nuevo volumen si su temperatura y presión originales son 20ºC y 1 atm, y su temperatura y presión finales son –40ºC y 0,1 atm?
R/
V1 = 1 m3
T1 = 20°C =293 K
P1 = 1 atm
T2 = – 40°C = 233 K
P2 = 0,1 atm
Como la cantidad de moles no varía, de la ecuación de estado se tiene:
P1V1 / T1 = P2V2 / T2 _ V2 = P1V1T2 / T1P2 = 1 x 1 x 233 / 293 x 0,1 =7,95 m3
Un tanque lleno de oxígeno contiene 12 kg de oxígeno bajo una presión de 40 atm. Determine la masa de oxígeno que se ha extraído del tanque cuando la lectura de presión es de 25 atm. Supongaque la temperatura del tanque permanece constante.
R/
Datos:
m1 = 12 kg
P1’ = 40 atm
P2’ = 25 atm
Esas presiones son manométricas, por lo tanto, las presiones absolutas son:
P1 = 41 atm
P2= 26 atm
Y, como el volumen del tanque no se modifica, se tiene
V1 = V2
Como la temperatura permanece constante, se utiliza la Ley de Avogadro
P1 / n1 = P2 / n2
Y, como la cantidad demoles es directamente proporcional con la masa de un gas, se tiene
n1 / n2 = m1 / m2
Se obtiene
P1 / m1 = P2 / m2 _ m2 = P2 m1 / P1 = 26 x 12 / 41 = 7,61 kg
Pero, la masa m2 es la masa deoxígeno que queda al interior del tanque, por lo que la cantidad
que se extrajo fue
m = 12 – 7,61 = 4,39 kg
Un cilindro vertical de área de sección transversal se amolda con un embolo de masa sinfricción que encaja herméticamente. Si hay moles de un gas ideal en el cilindro a una temperatura, determine la altura a la cual el émbolo está en equilibrio bajo su propio peso.
La presionejercida por el embolo es
p = fuerza / superficie = m g / A
En condiciones de equilibrio, esta presion debe igualar la presion del gas que, de acuerdo con la ecuacion de estado, vale
p = n R T / V...
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