Resuelve los siguientes problemas acerca de las leyes de los gases. Recuerda anotar primero los datos y la fórmula que utilizarás. Realiza el despeje y las conversiones en caso de ser necesario y no olvides que en la sustitución es importante anotar número y unidad.
1. El volumen del air e 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?
2. Es peligroso que los envases de aerosoles se expongan al calor. Si una lata de fijador par a 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?
3. Un alpinista inhala 500 ml de air e a una temperatura de 10 °C ¿Qué volumen ocupará el air e en sus pulmones si su temperatura corporal es de 37°C?
4. 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 el volumen de la burbuja cuando ésta alcanza la superficie del océano, dónde la presión es de 1 atm y la temperatura es de 18 °C?
5. 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?
6. ¿Cuál será el volumen ocupado por 0,50 moles de un gas medido a 20 0 C y 760 mm de presión?
7. Se recogen 1,25 moles de CO2 en un recipiente de 20 L y a una temperatura de 25 0C. ¿Cuál será la presión ejercida por el gas?
8. Calcular la masa molecular de una sustancia gaseosa sabiendo que 3,8 g de la misma recogidos en un recipiente de 2,0 litros a una temperatura de 15 0 C, ejercen una presión de 770 mm
9. Determinar la densidad del metano (CH4) medida a 1,5 atm de presión y 80 0 C de temperatura.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
1. V2 = 0.6218 L x 1000 = 621.8 mL se expanden los pulmones
2. P2 = 9 atm. La presión interna de la lata es: 6080 mmHg / 760 = 8 atm
La lata explota debido a que la presión externa es mayor que la presión interna de la lata.
3. V2 = 0.547 L
4. V2 = 0.102 Litros
5. El volumen del globo en la atmósfera a presión de 0.20 atm y temperatura de 45°C es de 612633,45 mL
6. V = 12.02 Litros
7. P = 1.529 atm
8. Mm = 44.34 g/mol
9. d = 0.828 g/L
Explicación:
1. aplicar ley de Boyle:
V1 x P1 = V2 x P2
V1 = 615 mL / 1000 = 0.615 L
P1 = 760 / 760 = 1 atm
V2 = ?
P2 = 752 / 760 = 0.989 atm
calcular V2
V2 = V1 x P1
P2
V2 = 0.615 L x 1 atm
0.989 atm
V2 = 0.6218 L x 1000 = 621.8 mL se expanden los pulmones.
2. Aplicar Ley de Gay - Lussac
P1 / T1 = P2 / T2
P1 = 4 atm.
T1 = 27 ºC + 273 = 300 K
P2 = ¿?
T2 = 402 ºC + 273 = 675 K
Calcular P2
P2 = (P1 x T2 ) / T1
P2 = (4 atm x 675 K) / 300 K
P2 = 9 atm.
La presión interna de la lata es: 6080 mmHg / 760 = 8 atm
La lata explota debido a que la presión externa es mayor que la presión interna de la lata.
3. Aplicar LEY DE CHARLES
V1 = V2
T1 T2
datos:
V1 = 500 / 1000 = 0.5 L
T1 = 10 + 273 = 283 K
V2 = ?
T2 = 37 + 273 = 310 K
V2= V1 X T2
T1
V2 = 0.5 L x 310 K
283 K
V2 = 0.547 L = 547 mL
4. Aplicar la ley combinada de los gases
V1 x P1 = V2 x P2
T1 T2
Datos:
V1 = 25 mL / 1000 = 0.025 L
P1 = 4 atm
T1 = 11 ºC + 273 = 284 K
V2 = ¿?
P2 = 1 atm
T2 = 18 ºC + 273 = 291 K
Calcular V2
V2 = (0.025 L x 4 atm x 291 K) / ( 1 atm x 284 K)
V2 = 0.102 Litros
5. aplicar la ley combinada de los gases
V1 x P1 = V2 x P2
T1 T2
V1 = 750 mL
T1= 8°C + 273 = 281 K
P1= 380 atm
V2= ?
T2= 45°C + 273 = 318K
P2= 0.20 atm
Calcular V2
V2 = 750 mL x 380 atm x 318 K_
281 K x 0.20 atm
V2 = 1612633,45 mL
6. Aplicar la ley de los gases ideales
V x P = n x R x T
R = 0.0821 (L atm / mol K)
T = 20 ºC + 273 = 293 K
n = 0.50 moles
P = 760 mmHg = 1 atm
calcular volumen
V = 0.50 mol x 0.0821 (L atm / mol K) x 293 K
1 atm
V = 12.02 Litros
7. Aplicar la ley de los gases ideales
V x P = n x R x T
R = 0.0821 (L atm / mol K)
T = 25 ºC + 273 = 298 K
n = 1.25 moles
V = 20 L
P = ?
calcular volumen
P = 1.25 mol x 0.0821 (L atm / mol K) x 298 K
20 L
P = 1.529 atm
V = 12.02 Litros
8. Aplicar la ley de los gases ideales
T = 15 ºC + 273 = 288 K
R = 0.0821 (L atm / mol K)
m = 3.8 g
P = 770 mmHg / 760 = 1.013 atm
V = 2.0 L
Mm = ¿?
V x P = n x R x T ; n = m/Mm
V x P = (m/Mm) x R x T
Mm = m x R x T
P x V
Mm = 3.8 g x 0.0821 (L atm / mol K) x 288 K
1.013 atm x 2.0 L
Mm = 44.34 g/mol
9. Aplicar la ley de los gases ideales:
P = 1.5 atm
T = 80 ºC + 273 = 353 K
R = 0.0821 (L atm / mol K)
Mm CH4 = 16 g/mol
V x P = n x R x T ; d = m/v : n = m/v
V x P = (m/Mm) x R x T sustituir
P x Mm = (m/v) x R x T
P x Mm = d x R x T
d = P x Mm
R x T
d = 1.5 atm x 16 g/mol____
0.0821 (L atm / mol K) x 353 K
d = 0.828 g/L