Question

Un tanque de buceo, cuando está completamente lleno, tiene una presión de 180 atm a 20°C. El volumen del tanque es 11.3 L.
a) ¿Cuál sería el volumen del aire a 1.00 atm y a la misma temperatura?
b) Antes de entrar al agua, una persona consume 2.0 L de aire en cada respiración, y respira 12 veces por minuto. A esta tasa, ¿cuánto duraría el tanque?
c) A una profundidad de 20.0 m en agua de mar a una temperatura de 10°C, ¿cuánto durará el mismo tanque, suponiendo que la tasa de respiración no cambia?

Answer 1

a. El volumen del aire a 1 atm y a la misma temperatura es: 2034 L

b. Si una persona consume 2 L cada respiración, el tanque duraría: 28.25 segundos

c. A una profundidad de 20 m, el tanque duraría 27.39 minutos

Datos:

Tanque completamente lleno:

P1= 180 atm

T=20°C

V1=11.3L

Explicación:

a. V=?

P2= 1 atm

T=20°C

Para resolver el enunciado se emplea la ley de Boyle la cual es:

P1*V1= P2*V2

180*11.3=1*V2

V2=2034 L

b. 2 L por respiración

12 veces por minuto= respiración

Por lo tanto, en 1 minuto respira 12*2L= 24L

1 minuto → 24L

            X→11.3 L

X=11.3/24

X=0.47 minutos

X=28.25 segundos

El tanque duraría 28.25 segundos

c. h= 20m

T= 10°C

P=ρ*g*h + Patm

P= 1027 kg/m³ *9.81 m/s²*20m + Patm

P= (201497.4 Pa/101325) atm +1 atm

P=1.989 atm +1 atm

P=2.989 atm

Para resolver el enunciado se emplea la ley combinada de los gases la cual es:

P1*V1*T2= P2*V2*T1

180*11.3*283=2.989*V2*293

V2=657.27 L

1 minuto → 24L

            X→657.27 L

X=657.27/24

X=27.39 minutos

A 20m el tanque duraría 28.39 minutos