Un gas, a 34 °C y 1,0 × 10^5 Pa de presión, ocupa un volumen de 9,4 L. Calcula el volumen que ocuparía a 0 °C y 2,5 × 10^5 Pa.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
3,34 L
Explicación:
Utilizando la ecuación de los gases ideales, PV = nRT, podemos saber el valor de n·R en su conjunto, ya que conocemos la presión (P), la temperatura (T) y el volumen (V). n son los moles del gas y R la constante de los gases ideales. Sabemos que es el mismo gas, por lo que la cantidad de moles no cambia, y R es una constante, por lo que no cambia nunca. No nos dan el valor de R, pero el problema se puede resolver sin saberlo. Para ello, despejamos n·R de la ecuación: n·R = PV/T
Antes de sustituir, es muy importante que usemos la temperatura en una escala absoluta, como la Kelvin, de lo contrario no saldrá bien. Para convertir de grados Celsius (ºC) a Kelvin (K), solo hay que sumar 273. En este caso, la temperatura inicial es 34 +273 = 307 K y la temperatura final 0 + 273 =273 K.
El resto de unidades no es necesario convertirlas para resolver el probelma de esta forma, siempre que los valores iniciales y finales estén en las mismas unidades.
Ahora sí, sustituimos: n·R = 1,0·10^5 · 9,4 / 307 = 3061,9 Pa·L/K
Una vez tenemos el valor de n·R, como nos piden el volumen final que ocupara el gas, podemos despejarlo de la ecuación: V = (nR)T/P
(He metido n·R entre paréntesis para que sea más visual que conocemos su valor conjunto, no porque sea necesario el paréntesis)
Y a continuación, introducir los valores del estado final del gas, que son T = 273 K y P = 2,5·10^5 Pa: V = 3061,9 · 273 / (2,5·10^5) = 3,34 L
No es la única forma de resolver el problema, pero con esta no es necesario saber el valor de R.