Titular: Daniel Valdivia

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRES DE FEBRERO PROBLEMAS DE LA CÁTEDRA FÍSICA 2 Titular: Daniel Valdivia Adjunto: María Inés Auliel 7 de septiembre de 2016

2 Gas ideal En las preguntas conceptuales justificar cada una de sus respuestas. Realizar hipótesis en cada uno de los problemas. Problema 1. Dos vasijas idénticas contienen gases ideales distintos a igual presión y temperatura, así que resulta que a) el numero de moléculas gaseosas en cada vasija es el mismo. b) la masa total del gas es la misma en ambas vasijas. c) la velocidad media de las moléculas del gas es la misma en ambas vasijas. d) ninguna de las afirmaciones anteriores es correcta.. Resp: a) Problema 2. Determinar si es verdadera o falsa la siguiente afirmación: Si la presión de un gas aumenta, la temperatura debe aumentar. Resp: Falso. Problema 3. Si la temperatura y el volumen de un gas ideal se reducen ambos a la mitad. Determinar que pasa con el valor de la presión. Resp: Permanece constante. Problema 4. Un gas se mantiene a presión constante, si la temperatura varia de 50 a 100 C. Determinar en que factor varia su volumen. Resp: 1,15. Problema 5. La figura muestra un gráfico del volumen en función de la temperatura para un proceso seguido por un gas ideal desde el punto A hasta el punto B. Describir que es lo que pasa con la presión del gas. Si lo cree necesario discierna diferentes casos.

3 Resp: La presión aumenta. Problema 6. La figura muestra un gráfico de la presión en función de la temperatura para un proceso seguido por un gas ideal desde el punto A hasta el punto B. Describir que es lo que pasa con el volumen del gas. Si lo cree necesario discierna diferentes casos. Resp: El volumen decrece. V B P B A A T T Esquema correspondiente al problema 5 (izq). Esquema correspondiente al problema 6 (der). Problema 7. Una vasija de 10 L contiene gas a 0 C y a una presión de 4 atm. Determinar la cantidad de moles en la vasija. Resp: 1,79. Problema 8. Un conductor infla los neumáticos de su coche a una presión de 180 kpa, un día en la temperatura ambiente es 8 C. Cuando llega a su destino la presión de los neumáticos es 245 kpa. a) Determinar la temperatura de los neumáticos, si suponemos que no se dilatan. b) Determinar la temperatura de los neumáticos si se dilatan un 7 %. Resp: a) 87, 7 C, b) 113 C. Problema 9. Una habitación tiene 6m 5m 3m.

4 a) Si la presión del aire en la habitación es de 1 atm y su temperatura 300 K. Hallar el número de moles de la habitación. b) Si la temperatura sube 5 K y la presión permanece constante, hallar la cantidad de moles de aire que salen de la habitación. Resp: a) 3, moles, b) 60 moles. Problema 10. Un globo es llenado con helio y ocupa un volumen de 22, 4 litros a 15 C y a 1 atmósfera de presión. Luego el globo es sacado a la luz del Sol y su volumen aumentó en 1, 32 litros. Hallar la temperatura a la que es calentado por el Sol. Hacer hipótesis. Resp: 306ºK. Problema 11. Se tiene un recipiente cerrado que contiene CO 2 a una presión de 1 atmósfera, y está rodeado por un baño de hielo. Cuál deberá ser la presión del CO 2 si el hielo se funde y el agua resultante es calentada hasta el punto de ebullición? Hacer hipótesis. Resp: 1,36 atm. Problema 12. Sea un recipiente cerrado que está a 27 C y a una presión de 30 cmhg. Cuál es la temperatura a una presión de 50 cmhg? Hacer hipótesis. Resp: 500 K. Problema 13. El recipiente de la figura es calentado desde 30º C a 80º C. Hallar el porcentaje del aumento del volumen de ese gas. Resp: 116 %.

5 P Problema 14. Hallar el volumen ocupado por 0, 5 moles de un gas que está bajo la presión de 10 atmósferas a 150º C. Resp: 1700 cm 3. Problema 15. El neumático de un automóvil, que tiene un volumen de 55 litros, es llenado con aire a una presión de 28 lib pulg a 27º C. Luego de conducir un tiempo el conductor detiene la marcha y halla que la temperatura 2 del neumático es de 33º C. Suponiendo velocidad constante, responder a) Cuál es la presión del neumático? b) Cuál debe ser el aumento del volumen que tendría que sufrir el neumático de modo que la presión a la mayor temperatura se mantenga en 28 lib pulg 2. Resp: a) 28,57 lib pulg 2 b) 56, 12 l. Problema 16. Un recipiente rígido e indeformable contiene un gas a 20 C y 1 Kg/cm 2. Se aumenta la temperatura hasta 200 C Cuál será la presión final?. Realizar un diagrama p V indicando el sentido de la transformación. Resp: 1,61 Kg/cm 2 Problema 17. a) Si un mol de gas ideal ocupa un volumen de 10 L a la presión de 1 atm, determinar la temperatura del gas en kelvins. b) El recipiente, a fin de que el volumen puede variarse, lleva acoplado un pistón. El gas se calienta a presión constante y se expansiona hasta

6 un volumen de 20 L. Determinar en este caso la temperatura del gas en kelvins. c) finalmente el volumen se fija en 20 L y el gas se calienta a volumen constante hasta que si temperatura alcanza 350 K. Determinar en este último caso la presión del gas. Resp: a) 100 K, b) 244 K, c) 1,43 atm. Problema 18. Tres vasijas aisladas de volúmenes iguales, V, se conectan mediante tubos delgados que pueden transferir gas. Inicialmente todas las vasijas se llenan con el mismo tipo de gas a temperatura T 0 y presión P 0. Entonces la temperatura de la primera vasija se duplica y la temperatura de de la segunda vasija se triplica. La temperatura de la tercera vasija permanece invariable. Determinar la presión P del sistema en función de la presión inicial P 0. Realizar hipótesis. Resp: P 0.