AYUDAAAAA Cuál es la causa que hace que los neumáticos se exploten según la Ley de Charles
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Gracias a las leyes de Boyle-Mariotte y de Charles y Gay-Lussac, conocemos las relaciones que hay entre la presión, el volumen y la temperatura de un gas, pero siempre que una de las tres permanezca constante. Intentaremos determinar que ocurre cuando cambiamos las tres propiedades, presión, volumen y temperatura, simultáneamente.ocurre al cambiar a la vez las tres variables
Digamos que las condiciones iniciales del gas son P0, V0 y T0, y las finales P1, V1 y T1. Podemos suponer que en un principio cambiamos sólo el volumen y la presión, dejando constante la temperatura. El gas, pasaría de las condiciones iniciales P0, V0 y T0 a las finales P1, V' y T0. Ahora cambiaríamos únicamente el volumen y la temperatura, de forma que el gas pasaría de estar P1, V' y T0 a P1, V1 y T1.
En el primer cambio, como no cambia la temperatura, se cumple la ley de Boyle-Mariotte, es decir, el producto de la presión y el volumen es constante: P0 x V0 = P1 x V'. En el segundo caso se cumple la ley de Charles y Gay-Lussac, el cociente entre volumen y temperatura es constante: V'/T0 = V1/T1. Como en las dos ecuaciones que obtengo aparece el término V', puedo despejarlo en la segunda y sustituirlo en la primera obteniendo la ecuación:
Al sustituir
y agrupando según el subíndice quedará:
Ley de los gases
que es la Ley de los gases: el producto de la presión y el volumen de un gas, dividido por la temperatura a la que se encuentra permanece siempre constante. Como en la ley de Charles y Gay-Lussac, la temperatura ha de estar expresada en Kelvin.
Ejemplo 1
Los neumáticos de un coche deben estar, a 20 ºC, a una presión de 1'8 atm. Con el movimiento, se calientan hasta 50 ºC, pasando su volumen de 50 a 50'5 litros. ¿Cuál será la presión del neumático tras la marcha?
En primer lugar debemos expresar las temperaturas en Kelvin, es decir debemos sumar 273 a cada una de ellas. Así la temperatura inicial T0 será 20 + 273 = 293 K y la final, T1, valdrá 273 + 50 = 323 K, como el volumen inicial es de V0 = 50 litros y el final de V1 = 50'5 litros y la presión inicial P0 = 1'8 atm, aplicando la ley de los gases obtendremos:
sustituyendo
realizando las operaciones del primer miembro de la ecuación quedará
operando
. Como 323 está dividiendo, pasará multiplicando y 50'5 que multiplica, pasará dividiendo:
despejando
, con lo que la presión final será de 1'965 atm.
Ejemplo 2
Cierto gas ocupa un volumen de 5 l a 20 ºC y una presión de760 mmHg. Si se comprime hasta 2500 cc a 1'2 atm, ¿cuánto valdrá su temperatura?
Debemos, en primer lugar, expresar la temperatura en Kelvin, por lo que añadimos 273 a 20 ºC quedando 293 K. Las presiones deben expresarse en la misma unidad, así que como P0 = 760 mmHg, expresaremos P1 en mmHg, para lo que multiplicamos por 760 (760 mmHg es lo mismo que 1 atm), quedando P1 = 912 mmHg. Otro tanto ocurre con los volúmenes, como V0 = 5 l, tenemos que poner V1 en litros también. 2500 cc equivalen a 2'5 dm3 (al ser cúbico, debemos dividir entre mil), que son 2'5 l. Aplicando ahora la ecuación de los gases:
sustituyendo
. Realizando las operaciones quedará
operando
. Como T1 está dividiendo, pasará multiplicando al primer miembro de la ecuación 12'969xT1=2280, y pasando el número que multiplica a la temperatura dividiendo nos quedará que ésta es de 175'80 K o -97'20 ºC.
Cuestiones
Explicación:
ojalá que te ayude