Problema n° 3 de gases ideales - TP03
Enunciado del ejercicio 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 = 101.325 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 | = | p2·V2 |
| T1 | T2 |
Solución
Primero calculamos la presión a la que abrirá la válvula:
| pv = | F |
| S |
| pv = | 100 N |
| 0,0008 m² |
pv = 125.000 Pa
Aplicamos la ecuación general de los gases ideales. Se supone volumen constante.
Si V = constante:
| p1 | = | p2 |
| T1 | T2 |
| T2 = | p2·T1 |
| p1 |
| T2 = | 125.000 Pa·273,15 K |
| 101.325 Pa |
p2 = 125.000·273,15 K/101.325
T2 = 336,97 K
t2 = 336,97 K - 273,15 K
Resultado, la temperatura que deberá alcanzar el recipiente es:
t2 = 63,82 °C
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina
Ejemplo, cómo calcular la presión de un gas con el cambio de temperatura