Una muestra de 0.50 moles de gas oxígeno se confina a 0 °C y 1.0 atm en un cilindro con un pistón móvil. El pistón comprime el gas de manera que el volumen final es la mitad del volumen inicial y la presión final es 2.2 atm. ¿Cuál es la temperatura final del gas en grados Celsius?
Respuestas
Respuesta:
27.3C
Explicación:
Probablemente hay varias formas de resolver esto:
Primero, establezca el volumen para las condiciones iniciales:
PV = nRT -> V = nRT / V
V = 0.5 moles x 0.08206Latm / mol K x 273K = 11.2L
Dado que esto es esencialmente 1/2 mol de gas en STP, debería ser 1/2 de 22.4L.
Ahora, use la ecuación de gas combinada para encontrar la temperatura en las nuevas condiciones:
P1V1 / T1 = P2V2 / T2 resolver para t2:
P1V1 / T1P2V2 = 1 / T2
T2 = T1P2V2 / P1V1 =
T2 = 273K x 2.2atm x 5.6L / 1atm x 11.2L = 300.3K = 27.3C
La temperatura final del gas en grados Celsius es de 54.
Procedimiento:
- Para calcular la temperatura final, usaremos la ecuación del gas ideal:
PV = nRT
Donde:
P = presión
V = volumen
n = número de moles
R = constante universal de los gases
T = temperatura en Kelvin
- Sabiendo que la presión inicial es 1.0 atm y el volumen inicial es de 0.50 moles, podemos calcular la temperatura inicial en Kelvin:
T = (nRT)/P
T = (0.50 moles)(0.08206 L·atm/mol·K)(298.15 K)/(1.0 atm)
T = 122.7 K
- La temperatura final se calcula de la misma manera, pero usando la presión final de 2.2 atm y el volumen final de 0.25 moles:
T = (nRT)/P
T = (0.25 moles)(0.08206 L·atm/mol·K)(54 K)/(2.2 atm)
T = 54 K
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