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Guía de ejercicios resueltos de gases ideales. TP03

Gases: Solución del ejercicio n° 3 de presión, temperatura y volumen. Ecuación de estado. Problemas resueltos.

Problema n° 3 de gases ideales.

Problema n° 3) Un recipiente está lleno de aire a presión normal y a 0 °C. Posee una válvula de seguridad que pesa 100 N y su sección es de 8 cm². Si la presión se mantiene normal, se desea saber qué temperatura deberá alcanzar el recipiente para que la válvula se abra, despreciando la dilatación del recipiente.

Desarrollo

Datos:

P1 = 1 atmósfera
P1 = 101325 Pa

F = 100 N

S = 8 cm²
S = 0,0008 m²

t1 = 0 °C
T1 = 0 °C + 273,15 °C
T1 = 273,15 K

Fórmulas:

P1.V1/T1 = P2.V2/T2

Solución

Primero calculamos la presión a la que abrirá la válvula:

Pv = F/S
Pv = 100 N/0,0008 m²
Pv = 125000 Pa

Se supone volumen constante.

Si V = constante:

P1/T1 = P2/T2

T2 = P2.T1/P1
P2 = 125000.273,15 K/101325
T2 = 336,97 K

t2 = 336,97 K - 273,15 K
t2 = 63,82 °C

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