Termodinámica Iis Problemas Cap I Y Cap Ii

TERMODINÁMICA IIS
PROBLEMAS CAP I Y CAP II

1. El volumen del aire en los pulmones de una persona es de 615 mL aproximadamente, a una presión de 760 mm Hg. La inhalación ocurre cuando la presión de los pulmones desciende a 752 mm Hg ¿A qué volumen se expanden los pulmones?
R. V1= 615ml
P1= 760mm Hg
V2= ?
P2= 752mm Hg
 
V1P1= V2P2
V2 =  V1P1    
          P2
V2 =  615 ml (760 mmHg)    
 
           752 mm Hg 

  V2 = 621,54 ml
 
 Respuesta: Los pulmones se expanden a un volumen de 621,54 ml

2. A presión de 17 atm, 34 L de un gas a temperatura constante experimenta un cambio ocupando un volumen de 15 L ¿Cuál será la presión que ejerce?

Respuesta:
Para que el volumen baje hasta los 15 L, la nueva presión será de 38,53 atmósferas.

3. Es peligroso quelos envases de aerosoles se expongan al calor. Si una lata de fijador para el cabello a una presión de 4 atmósferas y a una temperatura ambiente de 27 °C se arroja al fuego y el envase alcanza los 402 °C ¿Cuál ser á su nueva presión? La lata puede explotar si la presión interna ejerce 6080 mm Hg ¿Qué probabilidad hay de que explote?

Se aplica la leyes de Charles y Gay-Lussac:
P1/T1 = P2/T2
Pen atm
T en ºK

4/300 = P2/675

P2 = 675*4/300 = 9 atm

Si 1 atm son 760 mm Hg
9 atm serán: 9*760/1 = 6.840 mm Hg
Va explotar porque va a tener una presión mayor de 6.080 mm Hg

4. ¿Qué volumen ocupa un gas a 980 mmHg, si el recipiente tiene finalmente una presión de 1,8 atm y el gas se comprime a 860 cc?

Reemplazamos con los valores conocidos

Ahora despejamos V1

Respuesta:A una presión de 980 mmHg dicho gas ocupa un volumen de 1,2 L (1.200 centímetros cúbicos).

5. Un alpinista inhala 500 mL de aire a una temperatura de 10 °C ¿Qué volumen ocupar á el air e en sus pulmones si su temperatura corporal es de 37°C?
Supondremos la presión constante por lo que aplicaremos la ley de Charles. Las magnitudes son V1 = 500 mL, T1 = –10 + 273 = 263 K; T2 = 37 + 273 =310 K.
Despejando y sustituyendo se halla que V2 = 589,4 mL.

6. A presión constante un gas ocupa 1.500 (ml) a 35º C ¿Qué temperatura es necesaria para que este gas se expanda 2,6 L?

Reemplazamos con los valores conocidos

Desarrollamos la ecuación:
Primero multiplicamos en forma cruzada, dejando a la izquierda el miembro con la incógnita, para luego despejar T2:

Entonces, para que1,5 L expandan su volumen hasta 2,6 L hay que subir la temperatura hasta 533,78º Kevin, los cuales podemos convertir en grados Celsius haciendo la resta 533,87 − 273 = 260,87 º C.
Respuesta:Debemos subir la temperatura hasta los 260,87º C.
7. Se libera una burbuja de 25 mL del tanque de oxígeno de un buzo que se encuentra a una presión de 4 atmósferas y a una temperatura de 11°C. ¿Cuál es elvolumen de la burbuja cuando ésta alcanza la superficie del océano, dónde la presión es de 1 atm y la temperatura es de 18 °C?
Aquí varían todas las magnitudes por lo que debemos usar la ecuación general de los gases para hallar el volumen
final las magnitudes son V1 = 25 mL, T1 = 11 + 273 = 284 K; P1= 4 atm; T2 = 18
+ 273 = 291 K y P2 = 1 atm. Sustituyendo y operando resulta V2 = 102,5 mL.8. ¿Qué volumen ocupa un gas a 30º C, a presión constante, si la temperatura disminuye un tercio (1/3) ocupando 1.200 cc?

Reemplazamos con los valores conocidos

Desarrollamos la ecuación:
Primero multiplicamos en forma cruzada, dejando a la izquierda el miembro con la incógnita, para luego despejar V1:

Respuesta:
A 30º C (303º K) el gas ocupa un volumen de 1,24 L (1.240 cc)
9.Un globo aerostático de 750 mL se infla con helio a 8 °C y a una presión de 380 atmósferas ¿Cuál es el nuevo volumen del globo en la atmósfera a presión de 0.20 atm y temperatura de 45 °C?

R. V1= 750 ml
T1= 8°C + 273 = 281°K
P1= 380 atm
V2= ?
T2= 45°C + 273 = 318°K
P2= 0.20 atm
 
V2 =  750 ml (380 atm) 318°K_
              281°K (0.20 atm)

V2 =  90630000 ml ...