GUÍA 2. Unidad I. Transformaciones de la materia. Tema 1: Los gases y sus leyes. 7 básico. Ley de Boyle.

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1 Saint Louis School Departamento de Ciencias Profesor: Leandro Díaz V. Actividad 1. Conversión. 1. Expresar en grados Kelvin: a) 27 C b) 5 C c) 17 C d) 0 C GUÍA 2. Unidad I. Transformaciones de la materia. Tema 1: Los gases y sus leyes. 7 básico 2. La temperatura de fusión del azufre alfa es de 112,8 C, expresarla en grados Fahrenheit y Kelvin. Actividad 1. Graficar. Ley de Boyle. Robert Boyle fue un científico inglés que en 1966 estudió la relación que existe entre el volumen de un gas y la presión ejercida sobre él manteniendo constante la temperatura. Realizó un experimento obteniendo resultados similares a los expresados en la siguiente tabla: Tabla 1 Exp. P (atm) V (L) P V 1. 1,0 22,4 2. 2,0 11,2 3. 0,4 56,0 4. 0,6 37,3 5. 0,8 28,0 1. Qué sucede con el volumen de la masa fija de gas, a medida que aumenta la presión? 2. Para cada pareja de valores, presión y volumen de la tabla 1 realiza el producto P x V y anótalo en la columna correspondiente. 3. Cómo es el producto P x V? 4. Con los datos de la tabla 1 realiza un gráfico en papel milimetrado.

2 5. Cómo interpretas el gráfico? Qué tipo de relación es? 6. Por la curva obtenida en el gráfico y el producto P x V = Constante, podemos concluir que: para una masa fija de gas a constante, el es proporcional a la ejercida sobre él. Actividad 2. Aplicación. Ejercicio resuelto. Una cierta masa de gas a 25 C, ocupa 3,6L a la presión de 1atm. Cuál será el volumen final si la P es de 152cm de Hg? Se debe hacer lo siguiente: a. Resumen de datos V 1 = 3,6L P 1 = 1atm V 2 = X P 2 = 152cm de Hg Ahora hazlo tú!. b. Ley a aplicar P 1 x V 1 = P 2 x V 2 c. Verificar que los datos estén en las unidades adecuadas d. Sustituir los valores en la ecuación: 1atm x 3,6L = 2atm x X e. Despeje la incógnita: X = 1atm 3,6L 2atm f. Resultado : V 2 = 1,8L 1. Un gas ideal ocupa un volumen de 11,2 L a 0,863 atm. Si se mantiene constante la temperatura. Cuál debe ser la presión para que el volumen sea 15 dm 3? R: P 2 = 0,64 atm. 2. Cierta cantidad de gas ocupa 840 ml a 0 C y 1 atm de presión. Cuál será el volumen para la misma masa de gas, a 0 C y 300 cmhg? R: V 2 = 213 ml 3. Un cilindro con un émbolo móvil, contiene 40 L de gas oxígeno a la presión de 2 atm. La temperatura permanece constante, pero el émbolo se eleva hasta que el volumen aumenta en un 20% de su valor original. Cuál es la presión final en el cilindro? R: P 2 = 1,67 atm. 4. Una cierta cantidad de gas a 25 C ocupa un volumen de 450 cm 3. Cuál será el volumen final si la presión aumenta al triple del valor original? R: V 2 = 133 cm 3

3 Ley de Charles. Actividad 1. Graficar. Charles (científico francés) estudió la relación entre volumen y temperatura, para una masa fija de gas a presión constante. Estos son los resultados de un experimento bajo condiciones que estudió Charles, es decir, masa fija de gas a presión uniforme. Tabla 1 Temperatura ( C) Volumen (ml) Qué sucede con el volumen del gas al disminuir la temperatura? 2. Cuál es la variable independiente y cuál la dependiente? 3. Grafique en su hoja de papel milimetrado. 4. Prolonga la recta hasta que corte al eje de la temperatura. En qué valor de temperatura corta la recta al eje? El valor obtenido corresponde a la temperatura a la cual el gas tendría un volumen cero. A este punto se llama cero absoluto o de Kelvin que corresponde a 273 Celsius. Se define escala absoluta o Kelvin con el cero absoluto o Kelvin a 273 C, es decir: 0 K = 273 K. Por eso, para transformar grados Celsius a grados Kelvin, se le deben sumar a los primeros 273. Nos quedaría: K = C Por ejemplo 100 C corresponden a 373 K. 5. Transforma todas las temperaturas Celsius de la tabla 1, a Kelvin. 6. Para cada pareja de valores, V y T ( K), de la tabla 1, realiza el cociente V/T( K) y completa la siguiente tabla T K V ml V/T 7. Cómo es el cuociente V/T ( K)? A qué tipo de relación matemática corresponde? 8. Puedes escribir una ecuación que resuma tu resultado?

4 9. Por el gráfico y el cuociente V/T( K) = constante, podemos concluir que: para una masa fija de gas, a presión constante, el que ocupa un gas es proporcional a la Kelvin o absoluta. Esto significa que si la temperatura absoluta de un gas aumenta al doble, el volumen también aumenta al doble. Actividad 2. Aplicación. Ejercicio resuelto.se dispone de cierta masa de gas que ocupa un volumen de 8,4L a 0 C, si se calienta hasta 85 C qué volumen ocupará? a. Anotar los datos y transformar de C a K V 1 = 8,4L T 1 = 0 C =273 K V 2 = X T 2 = 85 C = 358 K b. Escribir la fórmula, reemplazar los datos y resolver la proporción X = 8,4L 358 K 273 K X = 11,01L c. Escribir la respuesta: El gas ocupará un volumen de 11.01L Ahora hazlo tú!. 1. Se tienen 400 ml de un gas a 25 C, si se aumenta la temperatura a 100 C Cuál será el nuevo volumen? R: V 2 = 500,7 ml 2. 5,6 L de un gas que estaba a 20 C, aumentó su volumen en 2,5 L, entonces en cuánto aumentó su temperatura? R: T 2 = 366 K (aumentó en 133K) 3. 20L de un gas que estaba a 10 C duplicó su volumen Cuál es la temperatura final? R: T 2 = 566 K ml de un gas disminuye su volumen a la mitad. Si la temperatura final es de 280 K A qué temperatura se encontraba el gas? R: T 1 = 560 K

5 Ley de Gay Lussac. Actividad 1. Aplicación. 1. En un recipiente de acero de 20 L de capacidad introducimos un gas que, a la temperatura de 18 ºC ejerce una presión de 1,3 atm. Qué presión ejercería a 60 C? R: P 2 = 1,5 atm. 2. Es peligroso que los envases de aerosoles se expongan al calor. Si una lata de fijador para el cabello a una presión de 4 atmósferas y a una temperatura ambiente de 27 C se arroja al fuego y el envase alcanza los 402 C Cuál será su nueva presión? La lata puede explotar si la presión interna ejerce 6080 mm Hg Qué probabilidad hay de que explote? R: P 2 = 9atm. 3. Una cierta cantidad de gas se encuentra a la presión de 790 mm Hg cuando la temperatura es de 25ºC. Calcula la presión que alcanzará si la temperatura sube hasta los 200ºC R: P 2 = 1055 mmhg Actividad 1. Aplicación. Ley combinada de los gases. 1. Se libera una burbuja de 25 ml del tanque de oxígeno de un buzo que se encuentra a una presión de 4 atmósferas y a una temperatura de 11 C. Cuál es el volumen de la burbuja cuando ésta alcanza la superficie del océano, dónde la presión es de 1 atm y la temperatura es de 18 C? R: V 2 = 102,5 ml 2. Un globo aerostático de 750 ml se infla con helio a 8 C y a una presión de 380 atmósferas Cuál es el nuevo volumen del globo en la atmósfera a presión de 0,20 atm y temperatura de 45 C? R: V 2 = 1160 L 3. Los neumáticos de un coche deben estar, a 20 ºC, a una presión de 1,8 atm. Con el movimiento, se calientan hasta 50 C, pasando su volumen de 50 a 50,5 litros. Cuál será la presión del neumático tras la marcha? P 2 = 1,96 atm. 4. Un globo de aire caliente tiene un volumen de 500 m3 a la presión atmosférica normal y una temperatura del aire de 40 C. Cuando está en ascensión, la presión es de 0,8 atm y con el quemador de gas aumentamos la temperatura hasta los 70 ºC. Cuál será el nuevo volumen? R: V 2 = 685 m3 5. Un gas ocupa un volumen de 2 L en condiciones normales. Qué volumen ocupará esa misma masa de gas a 2 atm y 50 C? R: V 2 = 1,18 L

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