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Ejemplo, cómo determinar el volumen final de un gas

Problema n° 2 de gases ideales, volumen final de un gas

Enunciado del ejercicio n° 2

10 litros de hidrógeno están a 0 °C y 5 atmósferas de presión, se calienta el gas a presión constante hasta 20 °C y luego se lo expande a temperatura constante hasta obtener una presión de 2 atmósferas. ¿Cuál será el volumen final del gas?

Desarrollo

Datos:

V1 = 10 l = 10 dm³

T1 = 0 °C = 273 K

T2 = 20 °C = 293 K

p1 = 5 atm

p3 = 2 atm

Fórmulas:

p1·V1=p2·V2
T1T2

Solución

La primera parte del proceso ocurre a presión constante, la ecuación general de los gases ideales queda:

V1=V2
T1T2

Despejamos V2 de la ecuación:

V2 =V1·T2
T1

Reemplazamos por los datos y calculamos:

V2 =10 dm³·293 K
273 K

V2 = 10,7326 dm³

La segunda parte del proceso ocurre a temperatura constante, la ecuación general de los gases ideales queda:

p2·V2 = p3·V3

Despejamos V3 de la ecuación:

V3 =p2·V2
p3

Reemplazamos por los datos y calculamos:

V3 =5 atm·10,7326 dm³
2 atm

Resultado, el volumen final del gas es:

V3 = 26,83 dm³

Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

San Martín. Buenos Aires. Argentina.

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