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Ing. Ronio Guaycochea 1

LICENCIATURA EN KINESIOLOGÍA Y FISIATRÍA

FÍSICA BIOLÓGICA TRABAJO PRÁCTICO Nº 5 - GASES


FÍSICA BIOLÓGICA

TRABAJO PRÁCTICO Nº 5

GASES

Ing. RONIO GUAYCOCHEA Ing. MARCO DE NARDI Ing. ESTEBAN LEDROZ Ing. THELMA AURORA ZANON

AÑO 2014




CUESTIONARIO

1. Defina que es materia.

Materia es todo lo que nos rodea, tiene masa y ocupa lugar en el espacio, todos los

cuerpos están formados por materia, cualquiera sea su forma, tamaño o estado

2. ¿En que estados puede presentarse la materia?

En tres estados, sólido líquido y gaseoso.

3. De que factores dependen los estados que condicionan la materia.

P (presión), V (Volumen), T (temperatura) son los tres factores que condiciona la

materia.

4. Nombre los cambios de estado de la materia

Para producir un cambio de estado de la materia, es necesario que intervenga la

absorción o liberación de energía en forma de calor y se acompaña de cambios de

volumen.

Según si se suministrar energía para que ocurra el cambio de estado se denominan

Endotérmicos, cuando liberan energía se denominan Exotérmicos.

5. Explique que es el Diagrama de fases

Una sustancia puede presentarse en tres estados, sólido líquido y gaseoso dependiendo de

la temperatura y de la presión que se ejerza sobre ella. En un laboratorio se pueden

determinar para cada sustancia los valores de P y T correspondiente a cada sustancia y se

construye un grafico que se denomina diagrama de fases.




6. Explique que es el punto triple de una sustancia

En el punto triple coexisten los tres estados

Por ejemplo: Para el agua el punto triple está a una temperatura de 0,01ºC y a una

presión de 4,58 mmHg. (610 Pa)

7. Explique que el punto critico de una sustancia

El punto critico representa el equilibrio liquido-gas y se lo conoce como punto

critico, que se corresponde con una temperatura llamada critica, A temperatura

superiores a ella, la sustancia solo puede presentarse en estado gaseoso.

En la curva se observa

A –B = Curva de equilibrio sólido gas, curva de sublimación o curva Pv del sólido

B – D = Curva de equilibrio sólido liquido o curva de fusión

B – C = Curva de equilibrio liquido gas, curva de ebullición o curva Pv del liquido

8. Defina: Calor y Temperatura

El calor es una forma de energía que hace aumentar la temperatura, se lo

considera como una forma de energía en transito

Podemos medirlo en Joule (J) que es la unidad de energia en el sistema

Internacional (SI) o en calorías (cal)

1 cal =4,18 J 1 J 0 0,24 cal

9. Defina Caloría

Definición de caloría

Una caloría equivale a 4,16 Joules y se define como la cantidad de calor necesaria

para que un gramo de agua aumente su temperatura en un grado centígrado (con

mas precisión que aumente su temperatura de 14,5 ºC a 15,5 ºC

Temperatura

La temperatura es una magnitud física

La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente, tibio

o frío que puede ser medida con un termómetro. En física, se define como una

magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema termodinámico,

La temperatura está íntimamente relacionada con la energía interna y con la

entalpía de un sistema: a mayores temperaturas mayores serán la energía interna y

la entalpía del sistema.




La temperatura es una propiedad intensiva, es decir, que no depende del tamaño

del sistema, sino que es una propiedad que le es inherente y no depende ni de la

cantidad de sustancia ni del material del que este compuesto.

10. Unidades de Temperatura y las relaciones entre ellas

Grado Celsius o grados Centígrados (°C).

Definición: Anders Celsius definió su escala en 1742 considerando las

temperaturas de ebullición y de congelación del agua, asignándoles originalmente

los valores 0 °C y 100 °C

Grado Fahrenheit (°F).

Definición: es una escala de temperatura propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit

en 1724. La escala establece como las temperaturas de congelación y ebullición del

agua, 32 °F y 212 °F, respectivamente

Kelvin (°K) el grado Kelvin

Definición: es la unidad de medida del SI. La escala Kelvin absoluta parte del cero

absoluto y define la magnitud de sus unidades, de tal forma que el punto triple del

agua es exactamente a 273,16 ºK

273CºKº

Para pasar de ºC a º F 9

5)32F(ºCº

Para pasar de ºF a ºC 325

9CºFº

Cuadro comparativo de escalas termométricas

Kelvin (ºK) Celsius (ºC) Fahrenheit (ºF)

0 -273 -459,4

273 0 32

373 100 212

11. Que parámetros definen el estado de un gas

El comportamiento de los gases puede estudiarse mediante las relaciones

matemáticas de su Presión (P), su volumen (V), y su temperatura (T)

Al producirse una variación de en una de esas magnitudes, se observa que, en

general las demás también se modifican, esto hace que un gas pase de un estado a

otro

Las ecuaciones que expresan las relaciones entre P, V y T y la cantidad de moles

de un gas, se la conoce como leyes de los gases.

12. Como se clasifican los gases

Gases ideales o perfectos

Propiedades: Las partículas son puntuales, Posen fuerzas intermoleculares nulas,

no se pueden licuar, Cumplen estrictamente con las Leyes de Boyle Mariotte y

Charles Gay- Lussac

Los gases ideales no existen (existen los gases reales) pero todo gas real se

aproxima al comportamiento ideal cuando se encuentra a bajas presiones y altas

temperaturas (baja densidad). Los gases que mas se aproximan a la idealidad son

los del grupo del helio.




Gases Ideales

13. Gases Reales

Propiedades

Las partículas son pequeñas (pero no puntuales)

Existen fuerzas intermoleculares pequeñas

Se pueden Licuar

No cumplen estrictamente con las leyes de Boyle-Mariote y Charles Gay-Lussac

Se subdividen

Gases permanentes: son aquellas que se licuan a muy bajas temperatura y a

temperatura ambiente cumplen con las leyes de Boyle-Mariote y Charles Gay-

Lussac

Gases licuables pasan fácilmente al estado liquido a temperatura ambiente. (Ej,

CO2)

14. Teoría Cinética de los gases

¿el gas se expande cuando se calienta a presión constante?

¿Por qué aumenta su presión cuando el gas se comprime a temperatura constante?

Teoría cinética

Un gas está compuesto de moléculas que están separadas por distancia mucho

mayores que sus propias dimensiones

15. Leyes de los gases ideales

El estado de una cierta masa m de sustancia está determinado por su presión P, su

volumen V y su temperatura T (variable de estado del sistema) Siempre que se

modifica alguna de estas variables, el sistema, el sistema pasa de un estado a otro

decimos que “el sistema evoluciona o se ha transformado”

Existen leyes que relacionan las variables P, V, T

Ley de Avogadro: La ley de Abogadro dice “Volúmenes iguales de gases distintos a

la misma presión y temperatura contiene igual numero de moléculas”

16. A que se denomina transformación de un gas?

Los cambios de P, V y T

17. Que es una transformación isotérmica de un gas?

Es una transformación de gas (P y V) a Temperatura constante

18. Que es una transformación isobarica de un gas?

Es una transformación de gas (T y V) a Presión constante

19. Que es una transformación isocorica de un gas?

Es una transformación de gas (T y P) a Volumen constante

20. Ley de Boyle Mariotte

Esta ley describe el comportamiento del volumen (V) de los gases sometidos a

cierta presión (P), estableciendo que “Si a una determinada masa de gas (m), a T

constante (transformación isotérmica) se le cambia su presión, entonces su volumen

cambiará de tal manera que el producto de la presión (P) y el volumen (V) se

mantiene constante.




teConsVPVPVP tan2211 si la temperatura T no cambia

(transformación isotérmica) Esta ley nos permite calcular el volumen a cualquier presión (de una masa de gas

que no cambia, conservada a la misma temperatura), si conocemos el volumen del

gas a cualquier presión es decir.

Gráficamente

Volumen

Presi

on

Si “P” se mide en Pa y V en m3 resulta

JmNmm

N

m

NPa

energiaJoulemNmPaVP

3

22

3 )(

La ley de Boyle-Mariotte nos permite conocer la energía del sistema

21. Primera ley de Charles Gay-Lussac

En esta ley Charles dice: “Si una dterminada masa de gas (m), a P constante

(Transformación isobarica se le cambia su temperatura, entonces su volumen

cambiará de tal manera que el cociente entre el volumen (V) y la temperatura

Absoluta (T en grados Kelvin) se mantiene constante.

En toda transformación isobarica de un gas el volumen y la temperatura absoluta

son directamente proporcionales.

CteT

V si la presión P no cambia (transformación isobarica)

Entonces

2

2

1

1

T

V

T

V

T1 = temperatura inicial en grados Kelvin

T2 = Temperatura fina en grados Kelvin

V1 = Volumen inicial (m3, cm

3, etc)

V2 = Volumen final (m3, cm

3, etc)




22. Segunda Ley de Gay-Luzacc

Esta Ley dice Si el volumen de una cierta cantidad de gas a presión moderada se

mantiene constante, el cociente entre presión y temperatura (Kelvin) permanece

constante:

Si una determinada masa de gas (m) a V constante (transformación isocorica) si se

cambia su temperatura absoluta, entonces su presión cambiará de tal manera que

el cociente entre la presión (P) y la temperatura absoluta (T °K) se mantiene

constante.

En toda transformación isocorica de un gas, la presión y la temperatura son

directamente proporcionales.

cteT

P si el V no cambia (transformación isocorica)

2

2

1

1

T

P

T

P

P1 = Presión inicial

T1 = Temperatura inicial (°K)

P2 = Presión final

T2 = Temperatura final (°K)

23. Ecuación general de los gases

O También llamada ecuación de estado de los gases ideales

En las leyes de los gases la de Boyle, la de Charles y la de Gay-Lussac, la masa del

gas es fija y una de las tres variables, la temperatura, presión o el volumen también

es constante.

Utilizando una nueva ecuación no solo podemos variar la masa sino también la

temperatura, la presión y el volumen.

La ecuación es

PM

mnTRnVP TR

PM

mVP

T = Temperatura (°K)

R = Constante universal de los gases

n = Numero de moles

V = Volumen (litros)

P = Presión (Pa, mmHg, etc)

m = Masa (gr, Kg, etc)}

PM = Peso molecular




Kmol

cal987,1

Kmol

mPa3144,8

Kmol

J3144,8

Kºmol

LitAtm0821,0

Kmol

LitmmHg3636,62

R

3

Valores de R (constante universal de los gases)

24. Transformaciones totales

Son aquellas transformaciones en las que varia el volumen, la temperatura y la

presión

2

22

1

11

T

VP

T

VP

esta formulas sirve para recordar las leyes anteriores solo hay

que simplificar las anteriores

Si la densidad de un gas es V

m

La ecuación de estado queda

TR

PMP

V

m

PM

TRmVP

TR

PMP

Esto explica que un gas se comporta idealmente a:

- Bajas presiones, pues a menor presión menor densidad

- Altas temperaturas, pues a mayor T menor densidad

25. Mezclas gaseosas - ley de Dalton

En una mezcla de gases que “no reaccionan entre si”, cada molécula se mueve

independientemente, de una forma análoga como si estuviera totalmente aislada.

En esta mezcla, cada gas se distribuye uniformemente por todo el espacio disponle,

como si ningún otro gas estuviere presente. Las moléculas ejercen la misma presión

sobre las paredes del recipiente que lo contiene que la ejercerían si no hubiera

ningún otro gas presente.

Dalton enunció la ley de las presiones parciales “En una mezcla de gases la

presión total ejercida por los mismos es una suma de las presiones que cada gas

ejercería si estuviese solo en las mismas condiciones.

Si varios gases A, B y C se colocan en un mismo recipiente, acaban formando una

mezcla homogénea. La presión que cada gas ejerce individualmente en una mezcla

se denomina presión parcial.

La ley de Dalton de las presiones parciales se expresa

PnPPPP CBATotal .....

A partir de la ley de Dalton se deduce la siguiente expresión (que permite calcular

la presión parcial de un gas conociendo la presión total).

TPXiPi

Donde:

PT = Presión total de la mezcla

Xi = Fracción molar del gas “i”




Pi = Presión parcial del gas “i”

Esto nos dice que manteniendo constante los otros parámetros, la presion de un gas

es directamente proporcional a la cantidad de moles de ese gas en la mezcla.

Si la concentración fraccional no es dato se puede calcular con cualquiera de las

Siguientes formulas

totalesmoles

imolesXi

iXi

""

100

(%)

26. Defina que es un mol

El mol (símbolo: mol) es la unidad con que se mide la cantidad de sustancia, es, por

definición, una constante que no depende del material ni del tipo de partícula.

Mol: Un mol de cualquier gas posee 6,022x1023 moléculas en condiciones

normales de Presión y Temperatura (CNPT = 1 atm y 0°C), ocupa un volumen de

22,4 litros (volumen molar)

27. Difusión

La difusión es movimiento de moléculas de un gas de una alta concentración a una

baja concentración de acuerdo a sus presiones parciales individuales. Los procesos de

difusión son espontáneos, no requieren energía. Si bien tanto sólidos, líquidos y gases

se difunden, la propiedad es mas notable en los gases.

Para que se pueda producir el fenómeno de difusión debe haber, entre ambos lados de

la membrana, una diferencia de concentración o bien una diferencia de potencial

eléctrico.

28. Ley de Graham.

“La velocidad de difusión de un gas con respecto a otro, esté en razón inversa con

la raíz cuadrada de los pesos moleculares”

1

2

2

1

PM

PM

Vdif

Vdif

De la ecuación anterior, podemos concluir que:

- a mayor peso molecular menor velocidad de difusión

- a menor Peso molecular mayor velocidad de difusión

29. Como se denomina la solubilidad de un liquido

A la difusión de un gas en un líquido se llama Solubilidad

En estos casos “La velocidad de difusión de un gas en un liquido con respecto a

otro está en razón inversa a la raíz cuadrada de sus pesos moleculares y en razón

directa a los cocientes de solubilidad de los gases en los líquidos”.

2

1

1

2

2

1

PM

PM

Vdif

Vdif

30. Ley de Henry

“La cantidad de gas que se disuelve en un liquido es directamente proporcional a la

presión parcial del gas y a su coeficiente de solubilidad”

Pp

M = Molaridad (n° de moles contenidos en un litro de solución)




= Coeficiente de solubilidad del gas en el líquido

Pp = Presión parcial del gas




PROBLEMAS

Problema 1.

Ocho moles de cierto gas ocupan un volumen de 2 x 105 cm

3y están sometidos a la presión

de 2 atm (dos atmósferas). Calcule la temperatura.

C336,36273-K609,36T

K609,36

36,628

2001520

2001000

1102102

11000

8

15201

76022

7601

Pr

3636,62

3

3535

3

Kmol

LitmmHgmoles

LitmmHgT

Rn

VPT

TRnVP

estadodeEcuacion

Litcm

LitcmXcm

Litcm

Volumen

molesn

mmHgatm

mmHgatmXatm

mmHgatm

esion

Kmol

LitmmHgR

Datos

Problema 2.

Dos moles de un gas están a una presión de 51,5 mmHg, y a 0 ºC, calcular el volumen del

gas

Litros661,175,51

2733636,622

27327300

2

5,51

3636,62

mmHg

KKmol

LitmmHgmolesn

VP

TRnV

TRnVP

estadodeEcuacion

KTCT

molesn

mmHgP

Kmol

LitmmHgR

Datos

Problema 3.




Cuantos moles de hidrogeno serán necesarios para llenar un globo de 5 m3 a la presión de 2

atm y 27 °C de temperatura.

moles406,21

3003636,62

50001520

3002732727

50001

100055

10001

15201

76022

7601

Pr

3636,62

3

33

3

KKmol

LitmmHg

LitmmHgn

TR

VPn

TRnVP

estadodeEcuacion

KTCT

Litm

LitmXm

Litm

Volumen

mmHgatm

mmHgatmXatm

mmHgatm

esion

Kmol

LitmmHgR

Datos

Problema 4.

Se tienen 200 g de nitrógeno (PM = 28) a 327 °C y ocupando 60 dm3. ¿Cual es la presión?




mmHg4,4260

6003636,62moles0,0071

moles0,007128

2,0

28

600273327327

601

16060

11

2,01000

1200200

11000

3636,62

3

33

3

Lit

KKmol

LitmmHg

PV

TRnP

TRnVP

estadodeEcuacion

Kgn

PM

mn

PM

KTCT

Litdm

LitdmXdm

Litdm

Volumen

Kggr

KggrXgr

Kggr

masa

Kmol

LitmmHgR

Datos

Problema 5.

En un recipiente cilíndrico está contenido un gas de PM = 40 a 3 atm de presión a una

temperatura de 200 °C, el volumen del recipiente es de 2,5 m3, ¿Cuántos gramos hay?




grmPMnm

KKmol

LitmmHg

LitmmHgn

TR

VPn

TRnVP

estadodeEcuacion

PM

KTCT

Litm

LitmXm

Litm

Volumen

mmHgatm

mmHgatmXatm

mmHgatm

esion

Kggr

KggrXgr

Kggr

masa

Kmol

LitmmHgR

Datos

7729,3440Moles193,23PM

mn

Moles193,23

4733636,62

25002280

40

473273200200

30001

00015,25,2

10001

22801

76033

7601

Pr

2,01000

1200200

11000

3636,62

3

33

3

Problema 6.

Un gas que está a 300 °C y 2 atm de presión, estaba inicialmente a una temperatura de 300

°K, en ningún momento cambió el volumen del gas, ¿Cuál es la presión inicial?

Se aplica la segunda Ley de Gay-Luzacc 2

2

1

1

T

P

T

P




HPa1060,99Pa106099.31

Pa133.3281,795181,795

Pa133.321

795,81573

30015201

2

121

2

2

1

1

15201

760222

7601

22Pr

5732733002

3001

:

mmHg

mmHgPmmHg

mmHg

mmHgK

KmmHgP

T

TPP

T

P

T

P

mmHgatm

mmHgatmPatm

mmHgatm

atmosferasesion

KCaTemperatur

KaTemperatur

Datos

Problema 7.

Pasajes de escala de temperatura llene el siguiente cuadro

De ºC a ºF 9

5)32F(ºCº De ºF a ºC 32

5

9CºFº

ºC ºF ºF ºC

-60 -76 -20 -28,89

-40 -10

-10 14 0 -17,78

10 10

15 59 50 10,00

30 70

80 176 80 26,67

100 120

120 248 200 93,33

200 250

300 572 300 148,89

Problema 8.

Un frasco de 50 litros se llena de aire a 980 HPa a 30 °C, se lo tapa, y se lo destapa luego a

930 HPa a 5 °C, ¿Cuántos litros entran?

Se aplica la ecuación de estado de los gases 2

22

1

11

T

VP

T

VP




Lit1,6550Lit-Lit56,16entraqueVolumen

Lit56,16FinalVolumen

50LitInicialVolumen

Lit56,16930303

278509802

21

2112

?2

27827352

9302

303273301301

9801

501

21

2112

2

22

1

11

HPaK

KLitHPaV

PT

TVPV

V

KCT

HPaP

KCTCT

HPaP

LitV

Datos

PT

TVPV

T

VP

T

VP

Problema 9.

Un frasco de 10 Litros se llena de aire a 775 mmHg a 27 °C de temperatura y se lo destapa

a 720 mmHg y 7 °C ¡cual es el volumen final?

Lit10,082720300

281107752

21

2112

?2

28127372

7202

300273271271

7751

101

21

2112

2

22

1

11

mmHgK

KLitmmHgV

PT

TVPV

V

KCT

mmHgP

KCTCT

mmHgP

LitV

Datos

PT

TVPV

T

VP

T

VP

Problema 10.

Se supone que llenamos un frasco de 3 Litros de aire a 697 mmHg y 20 °C y lo destapamos

a 718 mmHg y 30 °C ¿Qué sucede con el volumen?




Problema 11.

Calcular el volumen inicial de un gas en CNTP (Condiciones normales de temperatura

presión), si ocupa un volumen final de 91,2 litros si cambia su estado a 1,5 atmósferas

siendo su temperatura de 700 °C. Nota (CNTP ) P = 0 mmHg, y T = 0 °C.

Lit38,38760973

2732,9111402

12

1221

2,912

9732737002

11407605,125,12

?1

2732730101

76011

12

1221

2

22

1

11

mmHgK

KLitmmHgV

PT

TVPV

LitV

KCT

mmHgPatmP

V

KTCT

mmHgatmP

Datos

PT

TVPV

T

VP

T

VP

Problema 12.

En un recipiente de 6 litros de capacidad tenemos una mezcla de 0,175 moles de nitrógeno,

0,046 moles de oxigeno y 0,015 moles de agua. La temperatura de la vasija es de 37ºC.

¿Cuál será la presión parcial de cada uno de los gases?

3cm11Salen10000,011Lit0,011Lit3-Lit3,011V

inicial Vol - Final Vol frasco delSalen

Lit3,011finalVolumen

Lit3inicialVolumen

3,011Lit718293

30336972

21

2112

?2

303273302

7182

293273201201

6971

31

21

2112

2

22

1

11

mmHgK

KLitmmHgV

PT

TVPV

V

KCT

mmHgP

KCTCT

mmHgP

LitV

Datos

PT

TVPV

T

VP

T

VP




mmHg

Lit

KKmol

LitmmHgmoles

PV

TRnP

Lit

KKmol

LitmmHgmoles

PV

TRnP

Lit

KKmol

LitmmHgmoles

PV

TRnP

Lit

KKmol

LitmmHgmoles

p

V

TRnp

TR

Vpn

TR

Vpppnnn

miembroamiembroSumando

LitVolumen

V

TRnP

TR

VPn

V

TRnP

TR

VPn

V

TRnP

TR

VPn

KCT

Kmol

LitmmHgR

4,76048,33mmHg148,21mmHg563,87mmHg que comprueba se

48,33mmHg6

3103636,62015,0

13

3

148,21mmHg6

3103636,62046,0

12

2

563,87mmHg6

3103636,62175,0

11

1

mmHg760,46

3103636,62236,0

)321()321(

6

22

33

22

22

11

11

31027337

3636,62

Problema 13.

En un tanque a 0 °C se introducen 28 gr de nitrógeno (PM = 28) y 3 moles de hidrogeno

(PM = 2) a una presión de 1140 mmHg. ¿Cuál es el volumen del recipiente?.

PM = Peso molecular




Litros59,73mmHg1140

K273Kmol

LitmmHg3636,62moles)31(

V

P

TR)2n1n(V

mmHg1140totalpresionP2P1PperoTR

V2P1P)2n1n(

miembroamiembroSumando

TR

V2P2n

TR

V1P1n

K273273C0T

Kmol

LitmmHg3636,62R

moles3nH

mol128

gr28n

PM

mn

28PMgr28mN

mmHg1140Presion

Datos

T

T

Problema 14.

Un Tanque contiene 18 Kg de gas Nitrógeno (PM = 28) a una presión de 4,5 atm. ¿Qué

cantidad de gas Hidrogeno (PM = 2) a 3,5 atm. Contendrá el mismo deposito?

2V1Vy2T1Tonesupse

atm5,32P

2PMH

atm4,5P1

moles642,8528

18000n

PM

mn

28PM

gr18000Kg18N

datos

PMnmPM

mn




Kg1gr1000Hidrogenodemasa

gr10002moles500mPMnm

moles500atm4,5

moles642,85atm5,32n

1P

1n2P2n

2n

1n

2P

1P

TR2n

TR1n

V2P

V1P

dividiendo

TR2nV2P

2estadodeecuacion

TR1nV1P

1estadodeecuacion

Problema 15.

En un recipiente hay 2 moles de Nitrógeno, 5 moles de helio y 3 moles de argón todo a 22

atm. Calcule la presión parcial del argón.

mmHg5016mmHg760atm6,6arg

atm6,6atm220,3argargarg)1(

0,310

3arg

"arg"arg)2(

10352

)2(""

100

(%)

“i” gas del parcialPresión Pi

“i” gas delmolar Fracción Xi

mezcla la de talPresión to PT

:Donde

)1(

.....

onP

onPPonXonP

onXtotalesmoles

onmolesonX

molesTotalesMoles

totalesmoles

imolesXi

iXi

PXiPi

PPPPP

T

T

CBATotal

Problema 16.

En una mezcla de gases a 860 mmHg, uno de ellos tiene una presión de 189,5 mmHg.

¿Cuál es el porcentaje de dicho gas en la mezcla?

%22,29850

%1005,189%5,189

%100850

mmHg

mmHgmmHg

mmHg

Problema 17.

En un recipiente a la presión de 200 mmHg se hallan 100 gramos de hidrogeno (PM = 2) y

160 gramos de oxigeno (PM = 32), calcular las presiones parciales del hidrogeno y del

oxigeno.




mmHg18mmHg2000,090Pi

mmHg180mmHg2000,90Pi)1(

0,09055

5Xi

0,9055

50Xi

moles55550totalesmoles

moles532

160n32PMgr160OO

moles502

100n2PMgr100mN

:Datos

PM

mn

)2(totalesmoles

"i"molesXi

100

i(%)Xi

“i” gas del parcialPresión Pi

“i” gas delmolar Fracción Xi

mezcla la de talPresión to PT

:Donde

)1(PXiPi

P.....PPPP

O

N

O

N

T

CBATotal

Problema 18.

Dos matraces se encuentran conectadas por una llave de paso el matraz A contiene 250 cm3

de gas cripton a 500 mmHg mientras que e matraz B tiene 450 cm3 de helio a 950 mmHg.

La llave de paso se abre de manera tal que los gases se mezclan. Suponiendo que la

temperatura se mantiene constante durante el proceso. ¿Cuál es la presión final del sistema?

A B

llave de paso

habreseCuando la llave el volumen final es Vf = V1 + V2




mmHg789,28mmHg610,71mmHg178,57

.....

DaltondeleyPor

mmHg610,71700

4509504

4

334)2(

?49503

7004502504344503

)2(4433

mmHg178,57700

2505002

2

112)1(

?25001

7004502502122501

)1(2211

42

3

3

3333

3

3

3333

PTPPP

PPPPP

cm

cmmmHgP

V

VPP

PmmHgP

cmcmcmVVVcmV

VPVP

cm

cmmmHgP

V

VPP

PmmHgP

cmcmcmVVVcmV

VPVPMariotteBoyledeleyPor

Total

CBATotal

Problema 19.

Cierta masa de un gas sufre una transformación isotérmica. Inicialmente 12 litros del

mismo se encuentran a 0,50 atm y luego la presión se eleva a 1 atm. Si en el estado inicial

la densidad es de 2 gr/Lit- ¿Cuánto vale la densidad después de la transformación?.

1 atm = 760 mmHg

lit/gr4atm5,0

lit/gr2atm1

1P

2P

2P

1P

2estadoPM

TR2P

1estadoPM

TR1P

1V

m

PM

TR

1V

m1P

PM

mnTRn1V1P

estadodeEcuacion

?lit/gr2

atm12Patm5,01P

Lit121V

CteT)1(2V2P1V1PMariotteBoyledeleyPor

22

12

2

1

2

1

1

21

Problema 20.

La densidad del Nitrógeno, en condiciones normales de temperatura y presión (CNTP), es

de 1,25 Kg/m3. Determine la densidad que tendrá el nitrógeno cuando su temperatura sea de

42 °C y su presión de 730 mmHg.




33

2

12

2

1

2

1

222

11

3

1

Kg/m1,040Kº315mmHg760

mmHg730Kº273Kg/m1,25

2T1P

2P1T

2P1T

2T1P

2TR

2PPM1TR

1PPM

TR

PPM

PM

TRP

PM

TR

V

mP

PM

mnTRnVP

estadodeecuacionlaaplicaSe

?mmHg730PKº315273Cº42T

mmHg760atm1PKº273273Cº0TCNPT

Kg/m1,25 28) (PM Nitrógeno

Problema 21.

Cinco gramos de un gas de PM = 28 tiene inicialmente una densidad de 2,5 gr/lit a una

presión de 2 atm. Calcular el volumen que ocuparán a una presión de 2,63 atm, al

duplicarse la temperatura

Lit3,04mmHg1998,8

Kº547,71Kmol

LitmmHg3636,620,178moles

2V2P

2TRn2V

Kº547,71Kº273,852T2

Kº273,85

Kmol

LitmmHg3636,62moles0,178

Lit2mmHg15201T

Rn

1V1P1T

Rn

VPTTRnVP


Kmol

LitmmHg3636,62R

Lit2gr/Lit2,5

gr51V

mV

V

m

1T22T

mmHg1998,8mmHg76063,22Patm 2,632P

mmHg1520mmHg76021Patm2P1

0,178moles28

gr5n

PM

mn

gr/Lit2,5gr5m 28) (PM Gas 1




Problema 22.

Una muestra de 4 moles de gas ideal está contenida en un recipiente de 6 litros a 300 ºK. Si

se disminuye su volumen a la mitad manteniendo la temperatura constante y luego se lleva

a una temperatura a 1200 ºK, sin modificar su volumen ¡Cuánto valdrá la presión final

alcanzada por el sistema?.

veces8aumenta2Pla812472,72

99781,76

P1

P2

99781,76Lit3

Kº1200Kmol

LitmmHg3636,62moles4

2P2V

2TRn2P

Kº12002T

Lit32

Lit62V

2

1V2V

1V

1TRmoles41P

1V

1TRn1P

mmHg12472,72Lit6

Kº300Kmol

LitmmHg3636,62moles4

PTRnVP


Kmol

LitmmHg3636,62R

Kº300TLit61Vmoles4n

Datos




TRABAJO PRÁCTICO A ENTREGAR POR EL ALUMNO

CUESTIONARIO

El alumno deberá explicar de manera sintética y clara cada uno de los siguientes ítems

1. Defina que es materia.

2. ¿En que estados puede presentarse la materia?

3. De que factores dependen los estados que condicionan la materia.

4. Nombre los cambios de estado de la materia

5. Explique que es el Diagrama de fases

6. Explique que es el punto triple de una sustancia

7. Explique que el punto critico de una sustancia

8. Defina: Calor y Temperatura

9. Defina Caloría

10. Unidades de Temperatura y las relaciones entre ellas

11. Que parámetros definen el estado de un gas

12. Como se clasifican y de las propiedades de los gases, Gases ideales o perfectos

13. Gases Reales

14. explique la teoría Cinética de los gases

15. Leyes de los gases ideales

16. A que se denomina transformación de un gas?

17. Que es una transformación isotérmica de un gas?

18. Que es una transformación isobarica de un gas?

19. Que es una transformación isocorica de un gas?

20. Primera ley de Charles Gay-Lussac

21. Segunda Ley de Gay-Luzacc




22. Ecuación general de los gases

23. Transformaciones totales

24. Mezclas gaseosas - ley de Dalton

25. Defina que es un mol

26. Difusión

27. Ley de Graham.

28. Como se denomina la solubilidad de un liquido

29. Ley de Henry

PROBLEMAS

Problema 1.

Ocho moles de cierto gas ocupan un volumen de 2,3 x 105 cm

3 y están sometidos a la

presión de 2,5 atm (dos atmósferas). Calcule la temperatura.

Problema 2.

Tres moles de un gas están a una presión de 53 mmHg, y a 0 ºC, calcular el volumen del

gas.

Problema 3.

Cuantos moles de hidrogeno serán necesarios para llenar un globo de 5,2 m3 a la presión de

2,1 atm y 31 °C de temperatura.

Problema 4.

Se tienen 210 g de nitrógeno (PM = 28) a 325 °C y ocupando 55 dm3. ¿Cual es la presión?

Problema 5.

En un recipiente cilíndrico está contenido un gas de PM = 40 a 2,8 atm de presión a una

temperatura de 205 °C, el volumen del recipiente es de 2,4 m3, ¿Cuántos gramos hay?

Problema 6.

Un gas que está a 310 °C y 2,1 atm de presión, estaba inicialmente a una temperatura de

290 °K, en ningún momento cambió el volumen del gas, ¿Cuál es la presión inicial?

Problema 7.

Pasajes de escala de temperatura llene el siguiente cuadro

De ºC a ºF 9

5)32F(ºCº De ºF a ºC 32

5

9CºFº

ºC ºF ºF ºC

-60 -76 -20 -28,89

-40 -10




-10 14 0 -17,78

10 10

15 59 50 10,00

30 70

80 176 80 26,67

100 120

120 248 200 93,33

200 250

300 572 300 148,89

Problema 8.

Un frasco de 45 litros se llena de aire a 970 HPa a 25 °C, se lo tapa, y se lo destapa luego a

928 HPa a 7 °C, ¿Cuántos litros entran?

Problema 9.

Un frasco de 12 Litros se llena de aire a 770 mmHg a 30 °C de temperatura y se lo destapa

a 725 mmHg y 8 °C ¡cual es el volumen final?

Problema 10.

Se supone que llenamos un frasco de 3 Litros de aire a 697 mmHg y 20 °C y lo destapamos

a 718 mmHg y 30 °C ¿Qué sucede con el volumen?

Problema 11.

Calcular el volumen inicial de un gas en CNTP (Condiciones normales de temperatura

presión), si ocupa un volumen final de 92 litros si cambia su estado a 1,6 atmósferas siendo

su temperatura de 690 °C. Nota (CNTP ) P = 0 mmHg, y T = 0 °C.

Problema 12.

En un recipiente de 5 litros de capacidad tenemos una mezcla de 0,170 moles de nitrógeno,

0,047 moles de oxigeno y 0,013 moles de agua. La temperatura de la vasija es de 35ºC.

¿Cuál será la presión parcial de cada uno de los gases?

Problema 13.

En un tanque a 0 °C se introducen 30 gr de nitrógeno (PM = 28) y 4 moles de hidrogeno

(PM = 2) a una presión de 1120 mmHg. ¿Cuál es el volumen del recipiente?.

Problema 14.

Un Tanque contiene 17 Kg de gas Nitrógeno (PM = 28) a una presión de 4,3 atm. ¿Qué

cantidad de gas Hidrogeno (PM = 2) a 3,4 atm. Contendrá el mismo deposito?

Problema 15.

En un recipiente hay 2,2 moles de Nitrógeno, 4 moles de helio y 3,8 moles de argón todo a

21 atm. Calcule la presión parcial del argón.

Problema 16.

En una mezcla de gases a 840 mmHg, uno de ellos tiene una presión de 188 mmHg. ¿Cuál

es el porcentaje de dicho gas en la mezcla?




Problema 17.

En un recipiente a la presión de 205 mmHg se hallan 105 gramos de hidrogeno (PM = 2) y

150 gramos de oxigeno (PM = 32), calcular las presiones parciales del hidrogeno y del

oxigeno.

Problema 18.

Dos matraces se encuentran conectadas por una llave de paso el matraz A contiene 260 cm3

de gas cripton a 490 mmHg mientras que e matraz B tiene 445 cm3 de helio a 940 mmHg.

La llave de paso se abre de manera tal que los gases se mezclan. Suponiendo que la

temperatura se mantiene constante durante el proceso. ¿Cuál es la presión final del sistema?

Problema 19.

Cierta masa de un gas sufre una transformación isotérmica. Inicialmente 12 litros del

mismo se encuentran a 0,55 atm y luego la presión se eleva a 1,1 atm. Si en el estado inicial

la densidad es de 2,1 gr/Lit- ¿Cuánto vale la densidad después de la transformación?.

Problema 20.

La densidad del Nitrógeno, en condiciones normales de temperatura y presión (CNTP), es

de 1,20 Kg/m3. Determine la densidad que tendrá el nitrógeno cuando su temperatura sea de

40 °C y su presión de 720 mmHg.

Problema 21.

Cinco gramos de un gas de PM = 28 tiene inicialmente una densidad de 2,3 gr/lit a una

presión de 2,2 atm. Calcular el volumen que ocuparán a una presión de 2,7 atm, al

duplicarse la temperatura

Problema 22.

Una muestra de 4,2 moles de gas ideal está contenida en un recipiente de 6,4 litros a 320

ºK. Si se disminuye su volumen a la mitad manteniendo la temperatura constante y luego se

lleva a una temperatura a 1300 ºK, sin modificar su volumen ¡Cuánto valdrá la presión final

alcanzada por el sistema?.

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