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Guía de ejercicios resueltos de gases ideales. TP02

Gases: Solución del ejercicio n° 5 de presión normal. Volumen. Ecuación de estado. Problema resuelto.

Problema n° 5 de gases ideales.

Problema 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.101325 Pa/760 mm Hg = 97991,9408 Pa

Solución

Esquema:


Esquema del pistón

La presión ejercida por el embolo es:

Pem = Pe/S
Pem = Pe/π·(d/2)²
Pem = 25 N/3,14·(0,04 m/2)²
Pem = 19894,3679 Pa

La presión del aire será la presión ejercida por el embolo más la atmosférica:

Paire = Pem + Pa
Paire = 19894,3679 Pa + 97991,9408 Pa
Paire = 117886,447 Pa

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