Ejemplo, cómo determinar la temperatura final de un gas
Problema n° 8 de gases ideales, temperatura final de un gas - TP04
Enunciado del ejercicio n° 8
Una caldera está llena de aire a 0 °C y presión normal, tiene adicionada una válvula de seguridad que pesa 120 N y cuya sección es de 5 cm². ¿a qué temperatura deberá ser calentado ese aire para que logre abrirse la válvula, considerando normal la presión exterior y despreciable la dilatación del recipiente?
Desarrollo
Datos:
p1 = 1 atm
T1 = 0 °C
PV = 120 N
sV = 5 cm²
Fórmulas:
p = | P |
s |
p1·V1 | = | p2·V2 |
T1 | T2 |
Solución
Adecuamos las unidades:
sV = 5 cm² = 0,0005 m²
T1 = 0 °C = 273 K
Calculamos la presión necesaria para abrir la válvula de seguridad aplicando la fórmula de presión:
p2 = | PV |
sV |
p2 = | 120 N |
0,0005 m² |
p2 = 240.000 N/m² = 240.000 Pa
p2 = 2,3686 atm
Aplicamos la ecuación general de los gases ideales para determinar la temperatura necesaria, el volumen permanece constante, despejamos T2:
T2 = | p2·T1 |
p1 |
Reemplazamos por los datos y calculamos:
T2 = | 2,3686 atm·273 K |
1 atm |
T2 = 646,632 K
Expresamos la temperatura en grados centígrados y tenemos el resultado:
T2 = 373,632 °C
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Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)
San Martín. Buenos Aires. Argentina.
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