Question

El Argón (Ar) se utiliza en procesos de soldaduras si tenemos un cilindro de 1300 mL a una temperatura de 80ºC y 12 atmósfera de presión.

a. Calcular el volumen en Litros si la temperatura se lleva a 200ºC y la presión sigue constante.
b. Calcular la presión final en pascales, si el volumen se reduce una quinta parte y la temperatura sigue constante.
c. Calcular la temperatura si la presión se duplica y el volumen sigue constante.
d. Calcular la masa de gas presente en la condición inicial utilizando la ecuación de gases ideales.

Answer 1

a) Si la temperatura se lleva a 200 °C y presión constante el  V=3.25 L

b) Si el volumen se reduce una quinta parte y la temperatura es constante  la P= 6078 KPa=6078*10(3) Pa

c) Si la presión se duplica y el volumen es constante la T= 160°C

d) En condiciones iniciales usando la ecuación de gas ideal la m= 21.53 gr

Explicación:

1. Se considera comportamiento de gas ideal.  Ley combinada de estos

V1*P1*T2=V2P2T1

Datos

V1=1300 ml=1300 cm3  (gas ocupando todo el cilindro)

T1=80 °C+273=353 K

T2=200 °C

P1= 12 atm

R= 0.082 atm-L/gr mol*K

a) Despejar  V2=V1P1T2/P2T1  pero    P2=P1;

V2=V1T2/T1

$\\ V2= \frac{1.3 L *200 C }{80 C } =3.25 L$

V2= 3.25 L

b) Despejar  P2= V1P1T2/V2T1 pero aquí T2=T1

P2=V1*P1/V2

$P2= \frac{1.3 L* 12 atm}{(1.3 L/5)} =60 atm$

P2= 60 atm

c) Despejar  T2=V2P2T1/V1P1 pero aquí  V1=V2

T2=P2T1/P1

P2=12*2=24 atm

T2={24 atm * 80 °C }{12 atm} = 160 °C

T2= 160 °C

d) masa según ecuación estado PV= n RT  

Despejar n=PV/RT (n es número de moles)

n= (12 atm* 1.3 L ) / (0.082 atm-L/gr mol*K)* 353 K = 0.5389 gr mol

La masa es m= n*PM ;   PM argón=39.948 gr/gr mol

m= 0.5389 gr mol* 39.948 gr/ gr mol=21.53 gr

m=21.53 gr

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