Un Gas Esta Encerrado En Un Balón Sellado A 4 Atmosferas De Presión. Si El Balón Se Calienta De 127ºC A 227ºC ¿Cuál Será La Presión Final Del Gas? B)8 Atm A)2 Atm C)2atm D)5 Atm
Un Problema de Física y Química: Cómo Calentar un Gas en un Balón Sellado
En este artículo, exploraremos un problema interesante que combina conceptos de física y química. Imaginemos un gas encerrado en un balón sellado a una presión de 4 atmósferas. Si el balón se calienta de 127°C a 227°C, ¿cuál será la presión final del gas? Para resolver este problema, necesitaremos entender cómo se comportan los gases a diferentes temperaturas y presiones.
La ley de los gases ideales, también conocida como la ley de Avogadro, establece que a una temperatura constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a la cantidad de sustancia que lo compone. Esto se puede expresar matemáticamente como:
PV = nRT
donde P es la presión, V es el volumen, n es la cantidad de sustancia, R es la constante de los gases y T es la temperatura en kelvins.
La presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura. Esto se puede expresar matemáticamente como:
P1 / T1 = P2 / T2
donde P1 y T1 son la presión y la temperatura inicial, y P2 y T2 son la presión y la temperatura final.
Dado que el balón se calienta de 127°C a 227°C, necesitaremos convertir estas temperaturas a kelvins:
T1 = 127°C + 273 = 400 K T2 = 227°C + 273 = 500 K
La presión inicial es de 4 atmósferas. Usando la ecuación anterior, podemos calcular la presión final:
P1 / T1 = P2 / T2 4 atm / 400 K = P2 / 500 K
Resolviendo para P2, obtenemos:
P2 = (4 atm x 500 K) / 400 K P2 = 5 atm
La presión final del gas en el balón sellado será de 5 atmósferas. Esto se debe a que la presión de un gas es directamente proporcional a la temperatura, y el balón se calienta de 127°C a 227°C, lo que aumenta la presión del gas.
La respuesta final es D) 5 atm.
Preguntas y Respuestas sobre el Problema del Gas en un Balón Sellado
Cuando un gas se calienta en un balón sellado, la presión del gas aumenta debido a la expansión térmica. Esto se debe a que los átomos o moléculas del gas se mueven con más velocidad y energía, lo que les permite ocupar un volumen mayor.
La presión del gas aumenta con la temperatura debido a la relación directa entre la presión y la temperatura. Esto se puede expresar matemáticamente como:
P1 / T1 = P2 / T2
donde P1 y T1 son la presión y la temperatura inicial, y P2 y T2 son la presión y la temperatura final.
La cantidad de sustancia (n) no afecta directamente la presión del gas. La presión del gas es influenciada por la temperatura y el volumen del gas.
Si el balón sellado se enfría, la presión del gas disminuirá debido a la contracción térmica. Esto se debe a que los átomos o moléculas del gas se mueven con menos velocidad y energía, lo que les permite ocupar un volumen menor.
La ley de los gases ideales es fundamental en este problema porque establece la relación entre la presión, el volumen y la temperatura de un gas. Esta ley nos permite calcular la presión final del gas en función de la temperatura inicial y final.
Si el balón sellado se rompe, el gas escapará y la presión del gas disminuirá rápidamente. Esto se debe a que el gas ya no está confinado en el balón y puede expandirse libremente.
P: ¿Qué es lo que sucede si el gas es un gas ideal? R: Si el gas es un gas ideal, la ley de los gases ideales se aplica perfectamente y la presión del gas se puede calcular con precisión.
P: ¿Qué es lo que sucede si el balón sellado es muy grande? R: Si el balón sellado es muy grande, la presión del gas disminuirá debido a la expansión del gas en el volumen mayor.
P: ¿Qué es lo que sucede si el gas es un gas real? R: Si el gas es un gas real, la ley de los gases ideales no se aplica perfectamente y la presión del gas se puede calcular con una precisión menor.