Gases Ideales y622h

(CALORTEMOD.doc)

Luis Rodríguez Valencia

soluciones

Sección VIII. GASES IDEALES. Problema 8.01 Un gas ideal ocupa un volumen de 100 cm3 a 20 ºC y a una presión de 100 Pa. Determine el número de moles de gas en el recipiente. Problema 8.02 Se mantiene un gas ideal en un recipiente a volumen constante. Inicialmente, su temperatura es 10ºC y su presión es 2.5 atmósferas ¿Cuál será la presión cuando la temperatura sea de 80ºC? Problema 8.03 Un cilindro con un émbolo móvil contiene un gas a una temperatura de 3 127ºC, una presión de 30 kPa y un volumen de 4 m ¿Cuál será su temperatura final si el gas 3 se comprime a 2.5 m presión aumenta a 90 kPa? Problema 8.04 Se encuentra contenido un gas en una vasija de 8 L, a una temperatura de 20ºC y a una presión de 9 atmósferas: (a) Determine el número de moles en la vasija. (b) ¿Cuántas moléculas hay en la vasija? Problema 8.05 Se encuentra confinado un gas en un tanque a una presión de 10.0 atmósferas y a una temperatura de 15ºC. Si se saca la mitad del gas y se aumenta la temperatura a 65ºC. ¿Cuál es la nueva presión en el tanque? Problema 8.06 Se calienta un gas de 27ºC a 127ºC mientras se mantiene a presión constante en un recipiente cuyo volumen aumenta. ¿En qué factor cambia el volumen?

Problema 8.07 Un cilindro con un volumen de 12 litros contiene un gas de helio a una presión de 136 atm. ¿Cuántos globos se pueden llenar con este cilindro a presión atmosférica si el volumen de cada globo es de 1 litro?

UINIVERSIDAD DE SANTIAGO Luis Rodríguez V, CALORTERMOD.doc 1999

22

(CALORTEMOD.doc)

Luis Rodríguez Valencia

soluciones

3

Problema 8.08 Un tanque con un volumen de 0.1 m contiene gas de helio a una presión de 150 atm. ¿Cuántos globos se pueden inflar si cada globo lleno es una esfera de 30 cm de diámetro y a una presión absoluta de 1.2 atm? Problema 8.09 27ºC.

Un mol de gas oxígeno está a una presión de 6 atm y a una temperatura de

(a) Si el gas se calienta a volumen constante hasta que la presión se triplica, ¿cuál es la temperatura final? (b) Si el gas se calienta de tal manera que tanto la presión como el volumen se duplican, ¿cuál es la temperatura final? Problema 8.10 Se infla la llanta de un automóvil con aire inicialmente a 10ºC y a presión atmosférica normal. Durante el proceso, el aire se comprime a 28% de su volumen inicial y su temperatura aumenta a 40ºC. ¿Cuál es la presión de] aire? Después de manejar el automóvil a altas velocidades, la temperatura de] aire de las ruedas aumenta a 85ºC y el volumen interior de la rueda aumenta 2%. ¿Cuál es la nueva presión en la rueda? Exprese 2 2 su respuesta en Pa (absoluta) y en lb/in (manométrica). (1 atm = 14.70 lb/in ) Problema 8.11 Un globo poroso tiene un volumen de 2 m3 a una temperatura de 10ºC y a 3 una presión de 1.1 atm. Cuando se calienta a 150ºC el volumen se expande a 2.3 m y se observa que se escapa el 5% del gas. (a) ¿Cuánto gas había en el globo a 10ºC? (b) ¿Cuál es la presión en el globo a 150ºC?

Problema 8.12 En los sistemas modernos de vacío, se han logrado presiones tan bajas como 10-11 mm Hg. Calcule el número de moléculas en un recipiente de 1 m3 a esta presión si la temperatura es de 27ºC. (Observe: que una atmósfera de presión corresponde a 760 mm Hg.)

Problema 8.13 La rueda de una bicicleta se llena con aire a una presión manométrica de 550 kPa (80 lb/in2 ) a 20'C. ¿Cuál es la presión manométrica en la rueda después de

UINIVERSIDAD DE SANTIAGO Luis Rodríguez V, CALORTERMOD.doc 1999

23

(CALORTEMOD.doc)

Luis Rodríguez Valencia

soluciones

manejarla en un día soleado cuando la temperatura del aire es de 40ºC? (Suponga que el volumen no cambia y recuerde que la presión manométrica significa la presión absoluta en la rueda menos la presión atmosférica. Además, suponga que la presión atmosférica permanece constante e igual a 101 kPa.) Problema 8.14 Demuestre que un mol de cualquier gas a presión atmosférica (1.01 X 105 N/m2 ) y a temperatura estándar (273 K) ocupa un volumen de 22.4 L.

Problema 8.15 Una campana de buzo cilíndrica de 3 in de diámetro y 4 m de altura con el fondo abierto se sumerge a una profundidad de 220 m en el océano. La temperatura en la superficie es de 25ºC y en el fondo, a los 220 m, es de 5ºC. La densidad del agua de mar es de 1025 kg/m3 . ¿Cuánto subirá el nivel de] agua adentro de la campana cuando se sumerge?

Problema 8.16 Una campana de buzo en forma de cilindro con una altura de 2.50 m está cerrada en la parte superior y abierta en la parte inferior. La campana se baja desde el aire al 3 agua de mar (ρ = 1.025 gm/cm ). El aire en la campana inicialmente está a 20ºC. La campana se baja a una profundidad (medida desde el fondo de la campana) de 45.0 brazas o 82.3 m. A esta profundidad la temperatura del agua es de 4ºC, y la campana está en equilibrio térmico con el agua. (a) ¿Cuánto subirá el nivel del agua dentro de la campana? (b) ¿A qué presión mínima se debe subir la presión de] aire dentro de la campana para sacar el agua que entró?

Problema 8.17 Sube una burbuja de gas desde el fondo en un lago con agua limpia a una profundidad de 4.2 m y a una temperatura de 5ºC hasta la superficie donde la temperatura del agua es de 12ºC. ¿Cuál es el cociente de los diámetros de la burbuja en los dos puntos? (Suponga que la burbuja de gas está en equilibrio térmico con el agua en los dos puntos.)

UINIVERSIDAD DE SANTIAGO Luis Rodríguez V, CALORTERMOD.doc 1999

24

volver

volver

volver

volver

volver

volver

volver

volver