Problema nº 2 de la segunda ley de Charles-Gay Lussac de los gases ideales, presión y temperatura de un gas - TP16

Enunciado del ejercicio nº 2

Una determinada cantidad de hidrógeno se introduce en una cámara de platino de volumen constante. Cuando se sumerge la cámara en un baño de hielo fundente, la presión absoluta del gas es 1.000 mm Hg.

a) ¿Cuál es la temperatura cuando la presión manométrica sea exactamente de 100 mm Hg?

b) ¿Cuál será el valor de la presión cuando la cámara alcance la temperatura de 100 °C?

Desarrollo

Datos:

p₁ = 1.000 mm Hg

p₂ = 100 mm Hg

t₁ = 0 °C (hielo fundente)

t₂ = 100 °C

Volumen constante.

Fórmulas:

Solución

Aplicamos la segunda ley de Charles-Gay Lussac de los gases ideales:

Despejamos T₂:

Convertimos las unidades de temperatura:

T₁ = 273 °C + 0 °C = 273 K

Reemplazamos por los datos y calculamos:

Cálculo de temperatura

T₂ = 2.730 K

Convertimos las unidades de temperatura:

t₂ = 2.730 K - 273 K = -2.457 °C

Resultado a), la temperatura cuando la presión manométrica sea exactamente de 100 mm Hg es:

t₁ = -2.457 °C

Aplicamos la segunda ley de Charles-Gay Lussac de los gases ideales:

Despejamos p₂:

Convertimos las unidades de temperatura:

T₁ = 273 K

T₂ = 273 °C + 100 °C = 373 K

Reemplazamos por los datos y calculamos:

Cálculo de presión

p₂ = 1.366,300366 mm Hg

Resultado, el valor de la presión cuando la cámara alcance la temperatura de 100 °C es:

p₂ = 1.366 mm Hg

Resolvió: Ricardo Santiago Netto. Argentina

Ejemplo de cómo determinar la temperatura y la presión de un gas