Calor Ondas

EJERCICIOS DE FÍSICA CALOR

ECUACION DE ESTADO DE UN GAS IDEAL

1)- Un globo lleno de helio tiene un volumen de 1 m3. A medida que asciende por la atmósfera de la Tierra su volumen se expande. ¿Cuál es su nuevo volumen si su Temperatura y presión originales son 20ºC y 1 atm, y su temperatura y presión finales son –40ºC y 0,1 atm?

2) - Un tanque lleno de oxígeno contiene 12 kg de oxígeno bajo una presión de 40 atm. Determine la masa de oxígeno que se ha extraído del tanque cuando la lectura de

Presión es de 25 atm. Suponga que la temperatura del tanque permanece constante.

3)- Un cilindro vertical de área de sección transversal A se amolda con un embolo de masa m sin fricción que encaja herméticamente. Si hay n moles de un gas ideal en el cilindro a una temperatura T , determine la altura h a la cual el embolo esta en equilibrio bajo su propio peso.

TALLER DE FISICA CALOR Y ONDAS

Ecuaciones de estados

PREGUNTAS Y RESPUETAS

1)- Un globo lleno de helio tiene un volumen de 1 m3. A medida que asciende por la atmósfera de la Tierra su volumen se expande. ¿Cuál es su nuevo volumen si su Temperatura y presión originales son 20ºC y 1 atm, y su temperatura y presión finales son –40ºC y 0,1 atm?

Datos:

V1 = 1 m3

T1 = 20°C = 293 K

P1 = 1 atm

T2 = – 40°C = 233 K

P2 = 0,1 atm

Como la cantidad de moles no varía, de la ecuación de estado se tiene:

P1V1 / T1= P2V2 / T2 _ V2 = P1V1T2 / T1P2 = 1 x 1 x 233 /293 x 0,1 = 7, 95 m3

El nuevo volumen del globo en temperatura y presion de 20°c y 1 atm es 7,95 m3. Segun el resultado obtenido podemos afirmar que el volumen del globo se expandio.

2) - Un tanque lleno de oxígeno contiene 12 kg de oxígeno bajo una presión de 40 atm.

Determine la masa de oxígeno que se ha extraído del tanque cuando la lectura de

Presión es de 25 atm. Suponga que la temperatura del tanque permanece constante.

Datos:

m1 = 12 kg

P1’ = 40 atm

P2’ = 25 atm

Esas presiones son manométricas, por lo tanto, las presiones absolutas son:

P1 = 41 atm

P2 = 26 atm

Y, como el volumen del tanque no se modifica, se tiene

V1 = V2

Como la temperatura permanece constante, se utiliza la Ley de Avogadro

P1 / n1 = P2 / n2

Y, como la cantidad de moles es directamente proporcional con la masa de un gas, se tiene

n1 / n2 = m1 / m2

Se obtiene:

P1 / m1 = P2 / m2 _ m2 = P2 m1 / P1 = 26 x 12 / 41 = 7, 61 kg

Pero, la masa m2 es la masa de oxígeno que queda al interior del tanque, por lo que la cantidad

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