Ejemplo, cómo calcular la presión de un gas con el cambio de volumen
Problema n° 5 de gases ideales
Enunciado del ejercicio n° 5
En un tubo vertical lleno de aire y de 4 cm de diámetro se coloca un émbolo que ajusta perfectamente (sin rozamiento). Si el peso del émbolo es de 2,5 kgf y la presión exterior es de 735 mm de Hg ¿cuál es la presión del aire encerrado cuando el sistema aire-émbolo se encuentra en equilibrio?
Desarrollo
Datos:
d = 4 cm = 0,04 m
Pe = 25 N
pa = 735 mm Hg = 735 mm Hg·101.325 Pa/760 mm Hg = 97.991,9408 Pa
Fórmulas:
| p = | F | ⇒ p = | P |
| A | A |
A = π·(d/2)²
Esquema:
Esquema del pistón
Solución
La presión ejercida por el embolo es:
| pem = | Pe |
| A |
| pem = | Pe |
| π·(d/2)² |
| pem = | 25 N |
| 3,14·(0,04 m/2)² |
pem = 19.894,3679 Pa
La presión del aire será la presión ejercida por el embolo más la atmosférica:
paire = pem + pa
paire = 19.894,3679 Pa + 97.991,9408 Pa
Resultado, la presión del aire dentro del sistema es:
paire = 117.886,447 Pa
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Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)
San Martín. Buenos Aires. Argentina.
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