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• Juan Sebastian Bonilla Cardenas

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1. La masa de un gas ocupa un volumen de 4.00 m3 a 758 mmHg. Calcúlese su volumen a 635 mm si la temperatura permanece constante. Resp. 4.77 m3

V1 P1

4 m3 758 mmhg

P2

635 mmhg

V2

T= cte

?

LEY DE BOYLE P1.V1 = P2.V2 V2=P1.V1/P2

V2 = (758 *4 )/ 635 V2 =

4.77 m3

Hg. Calcúlese su volumen a 635 mmHg,

2. Una masa de gas dada ocupa 38 mL a 20 °C. Si su presión se ma ¿cuál es el volumen que ocupa a una temperatura de 45 °C? Resp. 41 mL

V1

38 ml

T1

20 0C

T2 V2

45 0C ?

LEY DE CHARLES V1/T1= V2/T2

V2=

V2= (V1*T2)/T1

V2=

20 °C. Si su presión se mantiene constante, peratura de 45 °C?

273=

293 0K

273=

318 0K

3. En un día en que la presión atmosférica es d gas marca la lectura de la presión de 258.5 cm en kPa) del gas dentro del tanque? Resp. 334.3 cmHg = 4.398 atm = 445

P. manometrica P. atmosferica P.mano =

P. absoluta = P.manometrica + (38*318)/293

P.abs = P.abs =

41 ml 1 atm = 1 atm = Presión en atmosfera Presión en kpa

4. Un tanque que contiene será la presión (en kPa y m Resp. 82 kPa = 6.2 x 102 m

ue la presión atmosférica es de 75.83 cmHg, un manómetro de un tanque para ura de la presión de 258.5 cmHg. ¿Cuál es la presión absoluta (en atmósferas y entro del T1 4.3 cmHg = 4.398 atm = 445.6 kPa P1 T2 P2 258.5 cmHg 75.83 cmHg P. absoluta - P.atmosferica

LEY DE GAY

P1/T1 = P2/T2

bsoluta = P.manometrica + P. atmosferica 245.5 + 75.82

P2 = (P1*T2)/T1

334.33 cmHg 76 cmHg 101.325 kpa

Presión en kpa Presión en mmhg

4.399 atm 445.74 kpa

n tanque que contiene un gas ideal se sella a 20 °C y a una presión de 1.00 atm. ¿Cuál á la presión (en kPa y mmHg) en el tanque, si la temperatura disminuye a –35 °C? p. 82 kPa = 6.2 x 102 mmHg

20 C

273

293 K

273

238 K

1 atm -35 C ? DE GAY V=cte

T1 = P2/T2

P2=

(1*238)/293

P2=

0.81 atm

= (P1*T2)/T1

sión en kpa

sión en mmhg

1atm =

101.325 kpa

1 atm =

760 mmhg 82 kpa 617 mmHg

6.2x102

5. Dados 1000 mL de helio a 15 °C y 763 mmHg, determínese su volumen a – 6 °C y 420 mmHg. Resp. 1.68 x 103 mL V1

1000 ml

T1

15 C

P1

763 mmHg

T2 P2

-6 C 420 mmHg

V2

273

288 K

273

267 K

?

LEY DE GASES (P1*V1)/T1 = (P2*V1)/T2

V2= (763*1000*267) / (420*288) V2=

P1*V1*T2 = P2*V2*T1 V2 = (P1*V1*T2)/(P2*T1)

1684 ml

V2= 1.68 x 103

ml

men a – 6 °C y 420

/ (420*288)

6. Un kilomol de gas ideal ocupa 22.4 m3 a 0 °C y 1 atm. a) ¿Cuál es la presión que s requiere para comprimir 1.00 kmol de gas en un contenedor de 5.00 m3 a 100 °C? b) va a encerrar en un tanque de 5.00 m3, el cual puede resistir una presión manométri máxima de 3.00 atm, ¿cuál sería la máxima temperatura del gas si se desea que el ta no estalle? Resp. a) 6.12 atm; b) –30 °C

V1

22.4 m3

T1 P1

0C 760 mmHg

V2

5m

T2 P2

100 C

=

273 K 1 atm

3

273

373

?

LEY DE GASES

Rpta. A) P2= (1*22.4*373)/(5*273)

(P1*V1)/T1 = (P2*V2)/T2

P2=

6.12 atm

P1*V1*T2 = P2*V2*T1 P2 = (P1*V1*T2)/V2*T1 Rpta. B) P. absoluta = P.manometrica + P. atmosferica P. abs = P. abs =

3+1 4 atm

V1 T1 P1

22.4 m3 0C 760 mmHg

V2 T2 P2

5 m3 C 4 atm

?

(P1*V1)/T1 = (P2*V1)/T2

=

273 K 1 atm

T2= (4*5*273)/(1*22.4) T2= 244

P1*V1*T2 = P2*V2*T1 1K =

-273.5

T2=

-30

T2 = (P2*V2*T1)/(P1*V1)

a) ¿Cuál es la presión que se dor de 5.00 m3 a 100 °C? b) Si se istir una presión manométrica del gas si se desea que el tanque

7. Un tanque de 5000 cm3 contiene un gas ideal (M = 40 kg/kmol) a un de 530 kPa y a una temperatura de 25 °C. Si se supone que la presión a kPa, ¿qué cantidad de masa de gas se encuentra en el depósito? Resp. 0.051 kg

V1

5000 cm3

P1

530 Kpa

T1 PM (peso mol) K

=

25 C 40 KG/kmol

0.005 273

P. absoluta = P.manometrica + P. atmosferica P. abs = 530 + 100 P. abs =

630 kpa

LEY DE LOS GASES n= PV = RTn

n=

n= PV / RT donde : R=

5*273)/(1*22.4) K C C

8.314 kpa*m3/kmol*k

l (M = 40 kg/kmol) a una presión manométrica supone que la presión atmosférica es de 100

m3

8. La presión de aire en un vacío razonablemente bueno po masa de aire existe en un volumen de 250 mL a esta presi para el aire. Resp. 7.5 x 10-12 kg

V1

250 ml

P1 298 K

P.atm = 100 kpa

2x10-5 mmhg

T1 PM

25 C 28 KG/kmol

LEY DE GASES P1= 2x10-5/760 PV = RTn

P1= 2.63x10-8

n= PV / RT (630*0.005)/8.314*298

R=

0.082

atm*L/mol*k

n=

(2.63x10-8)(0.25)/(0.082)(298)

n=

2.7x10-10

0.00127 kmol

n= m/PM m= n*PM m= 0.051 KG

n= m/PM m= n*PM m= (2.7x10-10)(28) m= 7.56x10-12

KG

zonablemente bueno podría ser de 2.0 x 10-5 mmHg. ¿Qué 9. ¿Qué volumen ocupará 1.216 g de SO2 ga de 250 mL a esta presión y a 25 °C? Tómese M = 28 kg/kmol si este actúa como un gas ideal? Resp. 457 mL

1000

0.25 L

PM

64.1

T 273

298 K

18

P m

775 1.216

LEY DE LOS GASES PV = RTn V=RTn/P donde n= m/PM n=

0 )(0.25)/(0.082)(298) -8

1.897E-05

cupará 1.216 g de SO2 gaseoso (M = 64.1 kg/kmol) a 18.0 °C y 775 mmHg, 10. Calcúlese la densidad del H2 un gas ideal? considerándolo como gas ideal. Resp. 2.76 kg/m3

T KG/kmol

64100 g/kmol

C mmhg g

273 =

P 291 K

103.325 kpa

PM d LEY DE LOS GASES

R=

8.314 kpa.m3/kmol.K donde:

V=RTn/P V=

(8.314)(291)(1.897x10-5)/103.325

P*V = (W/PM)*R*T

V=

4.44x10

P*PM=(W/V)*R*T

V=

-4

m3

444 ml

P*PM = d*R*T d = P*PM/R*T

kmol

Calcúlese la densidad del H2S gaseoso (M = 34.1 kg/kmol) a 27 °C y 2.00 atm, siderándolo como gas ideal. p. 2.76 kg/m3

27 C 2 atm

273

300 K

202.65 kpa

34.1 Kg/kmol ? DE LOS GASES

R=

8.314*m3/kmol. K

= (W/PM)*R*T

M=(W/V)*R*T

M = d*R*T P*PM/R*T

d = P*PM/R*T d= (202.65)(34.1)/(8.314)(300) d=

2.77 m3

11. Un tubo cerrado de 30 mL, contiene 0.25 g de vapor de agua (M = 18 kg/kmol) a una temperatura de 340 °C. Suponiendo que es un gas ideal, ¿cuál es su presión? Resp. 2.4 MPa V

30 ml

m

0.25 g

PM

0.03 L 2.5x10

-4

18 kG/kmol

T

340 C

273

613 K

LEY DE GASES P=RTn/V PV=RTn P=RTn/V

P= (0.082)(613)(.389x10-2)/0.03 P=

donde

P= n= m/PM n= 2.5x10-4/18 n= 1.389x10-5 n= 1.389x10 x10 -6

kmol 3

mol

donde R= 0.082 atm.k/mol K

23.27 atm 2.4 Mpa

kg/kmol) a una ón?

9x10-2)/0.03

12. Un método para estimar la temperatura en el centro del Sol se basa en la ley de l gases ideales. Si se supone que el centro consiste de gases cuya masa promedio es d kg/kmol, y si la densidad y la presión son 90 x 103 kg/m3 y 1.4 x 1011 atm, respectivamente; calcúlese la temperatura. Resp. 1.3 x 107 K

d

90 x103 kg/m3

PM P T

0.7 kg/kmol 1.4 x 1011 atm ?

= 141.85x1011 kpa

LEY DE LOS GASES Donde : T=P*PM/Rd PV= RTn

T=

(141.85x1011)(0.7)/(8.314)(90x103)

PV= (W/PM)*T*R

T=

1.33x107

P*V*PM=W*T*R P*PM=(W/V)*R*T P*PM= d*T*R T=P*PM/Rd donde : R= 8.134 kpa.m3/kmol . K

K

del Sol se basa en la ley de los 13. Una burbuja de aire de volumen V0 se deja escapar del fondo de un es cuya masa promedio es de 0.70 profundidad de 11.0 m ¿Cuál será su volumen en la superficie? Considér y 1.4 x 1011 atm, temperatura es de 4.0 °C en el punto de partida y de 12 °C en la superfi una densidad de 1000 kg/m3 y la presión atmosférica es de 75 cmHg. Resp. 2.1 V0

V0 = V1 V2 = ? T1 T2

4C 12 C

P2

75 cmhg

d agua H (altrura)

273 273 =

100

1000 kg/m3 11 m

LEY DE GASES

ENTONCES:

Donde :

V2=(P1*V1*T2)/(P2*T1)

7)/(8.314)(90x10 ) 3

V2=

P1V1/T1 = P2V2/T2 V2=(P1*V1*T2)/(P2*T1) donde: P1 = (d*g*H)+ Patm

g= 9.8 m/s2

P1 = (1000 KG/M3) (9.8 m/s2)(11m) + 100 kpa P1 = 108 + 100 P1 =

208 kpa

eja escapar del fondo de un lago a una en en la superficie? Considérese que su rtida y de 12 °C en la superficie. El agua tiene mosférica es de 75 cmHg.

277 285 kpa

TONCES:

=(P1*V1*T2)/(P2*T1)

2.14 V0