INSTITUTO SANTA CECILIA FISICOQUIMICA 2 AÑO. PROFESORA: Jorgelina Anabel Ferreiro ALUMNO:

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1 INSTITUTO SANTA CECILIA FISICOQUIMICA 2 AÑO PROFESORA: Jorgelina Anabel Ferreiro ALUMNO: MODULO DE RECUPERACION DE CONTENIDOS SEGUNDO TRIMESTRE

2 LAS LEYES EXPERIMENTALES DE LOS GASES 1) Completa el siguiente cuadro sobre las leyes de los gases : Ley Definición Ecuación Variable constante Proporcionalidad Grafico 2) Describe en que ocasiones se utiliza la ecuación general de estado y cuál es su expresión matemática. 3) Resuelve las siguientes situaciones problemáticas:

3 a) Si 10 dm3 de un gas están a 10ªC y a una presión de 1 atm, Cómo cambia el volumen si la presión aumenta al doble, y la temperatura llega a 20ªC? b) Un gas se encuentra en condiciones normales de presión y temperatura (CNPT) en un tanque de 40 litros. Si la temperatura aumenta a 25ªC, y el volumen permanece constante, Cuál es la nueva presión que ejerce el gas? 4) LA REFRIGERACION Y LAS LEYES DE LOS GASES Antes del desarrollo de las heladeras, los alimentos se conservaban (aunque por menos tiempo que actualmente) usando barras de hielo, nieve o bien con otras técnicas de conservación, como el agregado de sal o especies, y el desecado. Las primeras heladeras eléctricas se fabricaron a fines del siglo XIX, y revolucionaron la industria alimentaria y la vida de las personas. El funcionamiento de las heladeras depende de las leyes de los gases ideales. En líneas generales, poseen un tubo que recorre la parte interna y externa de la heladera, y en su interior hay un gas que se expande y se comprime de forma cíclica, tomando calor del interior de la heladera (por eso enfría) y liberándolo al ambiente (por eso, al tocar la parte de atrás de una heladera, notamos que está caliente). El ciclo comienza en la parte exterior de la heladera. El gas que llega del interior es comprimido por acción de un compresor, que funciona gracias a un motor eléctrico. Cuando se reduce el volumen del gas, su presión aumenta y también aumenta su temperatura. El gas comprimido pasa a un sector del tubo llamado condensador; como su temperatura es mayor que la del ambiente, el calor viaja hacia el exterior, y su temperatura disminuye tanto que pasa al estado líquido. El líquido sigue su recorrido hacia el interior de la heladera por un tubo muy delgado llamado capilar, y luego pasa a un tubo más grueso que actúa como evaporador. El líquido toma calor del interior de la heladera, se evapora y se expande; al expandirse, su volumen aumenta, la presión disminuye y disminuye la temperatura. El gas sigue su recorrido por el tubo hacia el compresor, y comienza nuevamente el ciclo. Hasta hace unos años, se utilizaba como gas refrigerante el freón, pero fue prohibido y se lo está reemplazando por otros gases. El funcionamiento de una heladera se relaciona con las leyes de los gases.

4 Esquema de la estructura interna y externa de una heladera ACTIVIDAD: a. Con que ley de los gases podrían explicar el aumento de la temperatura generado por la compresión? Por qué? b. Con que ley de los gases podrían explicar el descenso de la temperatura que resulta de la expansión? Por qué? c. Investiguen como funciona un artefacto de aire acondicionado, y compárenlo con el funcionamiento de la heladera, se parecen? d. Porque se dejó de utilizar como gas refrigerante el freón? Qué gases se utilizan en la actualidad? 5) Relaciona las variables de estado que caracterizan un sistema gaseoso con las unidades en que pueden medirse, los instrumentos que permiten medir cada variable y la interpretación a nivel microscópico de cada una:

5 Variable de estado Unidades usuales Instrumentos Interpretación Temperatura L, ml, m 3, dm 3, cm 3 manómetro Se relaciona con la cantidad de partículas de gas. Volumen atm, mm de Hg, Pa, hpa, torr balanza Se relaciona con el número de choques que realizan las partículas contra la pared del recipiente. Presión Kg, g termómetro Se relaciona con la velocidad media de las partículas que componen el gas. Masa ºC, K Se relaciona con la distancia entre las partículas de gas. 6) Tacha el término incorrecto las siguientes expresiones: Si se tiene un gas encerrado en un recipiente:. Cuando la presión (aumenta/disminuye) quiere decir que el número de choques por unidad de tiempo es mayor. Cuando disminuye el volumen la distancia que tienen que recorrer las partículas es (menor/mayor) y por tanto se producen (más/menos) choques en cada unidad de tiempo: (aumenta/disminuye) la presión. Cuanto (mayor/menor) es la velocidad media de las partículas del gas, (mayor/menor) es la temperatura. 7) Expresa las siguientes temperaturas en Kelvin: a) 50ºC:.K b) 120ºC:.K c) -40ºC:.K 8) Un recipiente de 40 L contiene 28 g de nitrógeno gaseoso a 30ºC. El recipiente tiene conectado un manómetro que registra un valor de atm. Completa con las medidas de variables de estado de este sistema gaseoso: Volumen:... Presión: Temperatura (K): Masa: 9) Se encierra una masa de gas en un recipiente provisto de un émbolo y se la mantiene a temperatura constante. En un principio el volumen del gas es de 16 L, siendo la presión de 2 atm. Se va modificando el volumen del recipiente tal como indica la siguiente tabla: Volumen (L) Presión (atm) 2 a) Qué sucederá con la presión a medida que se disminuye el volumen manteniendo la temperatura constante? b) Qué ley se verifica en este caso? c) Estas dos magnitudes, presión y volumen, son directamente proporcionales o inversamente proporcionales? d) Completa la tabla basándote en dicha ley. e) Realiza un gráfico en papel milimetrado con el volumen en el eje horizontal y la presión en el eje vertical con

6 los valores de la tabla anterior. f) Cuál será el volumen del ocupado por el gas cuando el manómetro marque 1 atm? 10) Completa: Se tiene un gas a temperatura constante en un recipiente provisto de un émbolo: - si el volumen baja a la mitad, la presión - si el volumen aumenta al triple, la presión - si la presión desciende a la cuarta parte, el volumen. - Si la presión aumenta al doble, el volumen... 11) A temperatura constante: a) Un gas ocupa 5 L ejerciendo una presión de 4 atm, si el volumen aumenta hasta los 20 L, la nueva presión será de.. atm. b) Un gas ocupa 10 L a una presión de 6 atm, si la presión aumenta a un valor de 12 atm, el nuevo volumen será de. L. 12) Resuelve las siguientes cuestiones empleando la ecuación correspondiente: a) 12 litros de un gas soportan una presión de 1,2 atm. Cuál será el volumen que ocupará esta misma masa de gas si, manteniéndose la temperatura constante, se la lleva a una presión de 1,8 atm? b) Se llena un globo de helio en el suelo, donde la presión atmosférica es de 768 torr. El volumen del globo es de 8.00 m 3. Cuando el globo alcanza una altitud de 4200 m, se determina que su volumen es de 16.8 m 3. Suponiendo que la temperatura permanece constante, cuál es la presión del aire a 4200 m en torr? c) Una muestra de oxígeno se encuentra en un cilindro a una presión de 1,2 atm. El volumen del cilindro es de 8,2 litros. Se deja expandir el gas hasta una presión de 4,5 atm a temperatura constante. Cuál es el nuevo volumen del gas? 13) Se encierra una masa de gas en un recipiente provisto de un émbolo. En un principio el volumen del gas es de 16 L y su temperatura de 100 K. Se va modificando la temperatura manteniendo siempre la misma presión tal como indica la siguiente tabla: Volumen (L) 16 Temperatura (K) a) Qué sucederá con el volumen a medida que aumenta la temperatura manteniendo la presión constante? b) Qué ley se verifica en este caso? c) Estas dos magnitudes, volumen y temperatura, son directamente proporcionales o inversamente proporcionales? d) Completa la tabla basándote en dicha ley. e) Realiza un gráfico en papel milimetrado con el volumen en el eje vertical y la temperatura en el eje horizontal con los valores de la tabla anterior. f) Cuál será la temperatura del gas cuando el volumen sea de 96 L?

7 14) Completa: Se tiene un gas a presión constante en un recipiente provisto de un émbolo: - si la temperatura baja a la mitad, el volumen - si el volumen aumenta al triple, la temperatura. - si la temperatura desciende a la cuarta parte, el volumen 15) A presión constante: a) Un gas ocupa 5 L a una temperatura de 500 K, si el volumen aumenta hasta los 15 L, la nueva temperatura será de.. K. b) Un gas ocupa 10 L a una temperatura de 300 K, si la temperatura aumenta a un valor de 600 K, el nuevo volumen será de. L. 16) Resuelve las siguientes cuestiones empleando la ecuación correspondiente: a) Un gas ocupa un volumen de 50 ml medidos a una temperatura de 20ºC. Qué volumen ocupará a 5ºC, si se mantiene la presión constante? b) Se calientan 3 litros de un gas de 0ºC a 71ºC manteniendo la presión constante. Al final del calentamiento, cuál es el nuevo volumen del gas? c) Un globo tenía en un principio un volumen de 4.39 L a 44ºC y una presión de 729 torr. A qué temperatura expresada en ºC se debe enfriar el globo para reducir su volumen a 3.78 L si la presión es constante? 17) Se encierra una masa de gas en un recipiente de paredes rígidas (volumen constante). En un principio la presión ejercida por el gas es de 2 atm y su temperatura de 250 K. Se va modificando la temperatura tal como indica la siguiente tabla: Presión (atm) 2 Temperatura (K) a) Qué sucederá con la presión a medida que aumenta la temperatura manteniéndose constante el volumen? b) Qué ley se verifica en este caso? c) Estas dos magnitudes, presión y temperatura, son directamente proporcionales o inversamente proporcionales? d) Completa la tabla basándote en dicha ley. e) Realiza un gráfico en papel milimetrado con la presión en el eje vertical y la temperatura en el eje horizontal con los valores de la tabla anterior. f) Cuál será la temperatura del gas cuando la presión sea de 12 atm? 18) Completa: Se tiene un gas a volumen constante en un recipiente provisto de un émbolo:

8 - si la temperatura baja a la mitad, la presión - si la temperatura aumenta al triple, la presión. - si la presión desciende a la cuarta parte, la temperatura.. 19) A volumen constante: a) Un gas ejerce una presión de 5 atm a una temperatura de 500 K, si la presión aumenta hasta los 15 atm, la temperatura ascenderá hasta.. K. b) Un gas ejerce una presión de 2 atm a una temperatura de 300 K, si la temperatura aumenta a un valor de 600 K, el gas ejercerá una presión de. atm. 20) Resuelve las siguientes cuestiones empleando la ecuación correspondiente: a) Si una masa de nitrógeno que ocupa 45 ml a 5,2 atm y 165ºC se calienta hasta 690ºC a volumen constante. Cuál será la nueva presión? b) A 20ºC, una cierta masa gaseosa soporta una presión de 8 atm. Si se la calienta hasta alcanzar una presión de 12 atm, qué temperatura en ºC alcanzará? c) En un recipiente se encuentra cierta masa de un gas a una temperatura de 10 ºC y la presión de 1,6 atm. Si se mantiene constante el volumen y se lleva el gas hasta 35 ºC. Cuál será la nueva presión que soportará? 21) Se tienen 10 L de un gas a 300 K y 6 atm. a) Qué volumen ocupará si la temperatura se eleva a 900 K manteniendo constante la presión? b) Qué presión ejercerá si se disminuye la temperatura a 100 K manteniendo constante el volumen? c) Qué temperatura tendrá si el volumen se aumenta a 20 L manteniendo constante la presión? d) Qué presión ejercerá si el volumen desciende a 5 L manteniendo la misma temperatura? 22) Interpreta cada uno de los siguientes fenómenos a través de la ley correspondiente: a) cuando se coloca un globo al sol aumenta su volumen. b) cuando se encierra un gas en una jeringa y se presiona el émbolo aumenta la presión. c) cuando se calienta una garrafa conteniendo gas aumenta la presión. d) cuando se coloca un globo inflado dentro de un recipiente al cual se le hace vacío, el globo se infla más. 23) a) Interpreta los fenómenos citados anteriormente a partir del modelo cinético-molecular. b) En cuáles casos de los citados: - aumentó la velocidad media de las partículas de gas - disminuyó el número de choques contra las paredes - no hubo variaciones en la velocidad media de las partículas

9 - aumentó la distancia recorrida por las partículas de gas Instituto Santa Cecilia 24) Califica como verdadera o falsa cada una de las siguientes afirmaciones. En caso de falsedad corrige el enunciado a fin de que resulte verdadero: a) Si a volumen constante, la temperatura de un gas sube desde 100ºC a 200ºC, la presión se duplica. b) Si a volumen constante, la temperatura de un gas sube desde 100 ºC a 373 ºC, la presión se duplica. c) Si a temperatura constante, el volumen de un gas aumenta de 2 L a 6 L, la presión se triplica. d) Si a presión constante, la temperatura de un gas sube desde 50ºC hasta 200ºC, el volumen se cuadriplica. 25) a) Qué temperatura alcanzará cierta cantidad de gas, medido a 900 mm Hg y ocupando 0,5 L; si este gas ocupa 1,4 L a 20 0 C y 1,3 atm? b) En condiciones normales (a 0 0 C y 1 atm) una muestra de nitrógeno gaseoso ocupa 340 ml. Qué volumen cuando alcance los 35 0 C y 1020 torr? c) Calcular la presión que alcanzará un gas que tienen un volumen de 3,2 L a los 23 0 C, si cuando ocupa 1250 ml, a 17 0 C, su presión es de 600 torr.