Question

La parte interior de un neumático de automóvil está bajo una presión manométrica de 32 Pa a 7°C y un volumen de 20 litros de aire. Después de varias horas, la temperatura del aire interior sube a 294.57 K y su volumen aumenta un 11%. P1 V1 = P 2V 2 T 1 T2 Al aplicar las leyes de los gases, las unidades de las variables Presión y Volumen, pueden ser las que sean, siempre y cuando sean congruentes, las unidades de la Temperatura siempre deben ser Kélvines. 2. Calcula la temperatura final en °C y el volumen final en litros. Integra en tu documento el procedimiento para la resolución del problema. Para resolver la actividad recuerda: a. Primero se debe convertir la temperatura de °C a °K. b. Luego, se busca la P2, entonces al despejar y sustituir valores se obtiene el resultado. 3. Responde lo siguiente: ¿Cuál es la nueva presión manométrica? 4. Explica ¿A qué se refiere la ley general de los gases?

Answer 1

Datos:


   Incial                   Final

P1 = 32 Pa              P2 = ?

T1 = 7°C                 T2 = 294,57 K

V1 = 20 litros           V2 = 11% más que V1



Cálculos:


Temperatura inical en Kelvin: T1 = 7 + 273,15 K = 280,15 K


Temepratura final en °C: T2 = 294,57 - 273,15 °C = 21,42°C


Volumen final en litros = V1 * 1,11 = 20 litros * 1,11 = 22,2 litros


Presión final


Usa la ley combinada de gases ideales:


P2 * V2 / T2 = P1 * V1 / T1.


Debes introducir la presión absoluta y no la presión manométrica.


La presión absoluta es la presión manométrica más la presión atmosfércia.


Al no tener información de la presión atomosférica debes suponer que esta es 1 atm = 101325 Pa = 14,7 psi.


Debes darte cuenta de que una presión de 32 Pa es muy bajita, por lo que debe ser un error.


Una presión normal para un neumático es 32 psi. Así que supondré que el error fue solo en las unidades usadas.


Bajo ese supuesto, la presión absoluta es 32 psi + 14,7 psi = 46,7 psi.


Ahora tienes todos los datos para aplicar la ley combinada de gases ideales y despejar la presión final:


P2 = P1*V1*T2 / (T1*V1) = 46,7 psi * 20 litros * 294,57K / (280,15K * 22,2 litros)


P2 = 44, 26 psi.  



La ecuación general de los gases ideales es pV = nRT




Por tanto, para cantidades fijas de gas (n = constante) se convierte en pV / T = constante, lo que quiere decir que la temperatura y el volumen son inversamente proporcionales entre sí, y ambas son directamente proporcionales a la temperaruta.