Problemas de “Leyes de Gases”

Relación de problemas con solución de las tres leyes de los gases a nivel de 2º ESO:

  1. Una cierta cantidad de gas ocupa 1, 56 L a 25ºC y 1 atm de presión. ¿Cuál será el volumen si el gas se calienta a 35ºC siendo constante la presión? SOL: 1,61 L
  2. Inicialmente un gas está a una presión de 2 atm y una temperatura de 25ºC. ¿Qué presión ejercerá el gas si aumentamos la temperatura hasta los 100ºC? SOL: 2,5 atm
  3. Un gas ocupa un volumen de 5 L a una temperatura de 20ºC. ¿Qué temperatura tendrá si el volumen se reduce a 2,5 l? SOL: 146,5 K
  4. A una temperatura de 30ºC un gas tiene una presión de 5,6 atm. ¿A qué temperatura ejercerá una presión de 3,5 atm? SOL: 189,37 K
  5. Un gas está ocupando un volumen de 5 L a la presión de 1,2 atm. Se comprime lentamente manteniendo la temperatura constante, hasta que el volumen es de 1 l. ¿Qué presión ejercerá el gas en ese momento?
    SOL: 6 atm
  6. Un matraz contiene Hidrógeno hasta un volumen de 0,55L a la presión de 1 atm. ¿Qué volumen ocupará si ejerce una presión de 2,5 atm y se mantiene constante la temperatura? SOL: 0,22 L
  7. En un recipiente se encuentra un gas a 10ºC, 3 atm de presión y ocupa un volumen de 0,45L. ¿Qué volumen ocupará a 100ºC de temperatura si la presión se mantiene constante? SOL: 0,59 L
  8. En un recipiente de 0,268 L se introduce un gas a 18ºC y 1,5 atm de presión. ¿Qué presión ejercerá si ocupa un volumen de 0,5 L a la misma temperatura? SOL: 0,804 atm
  9. Un gas ocupa un volumen de 5,8 L a una temperatura de 20ºC y ejerce una presión de 0,5 atm. ¿Qué temperatura tendrá si ocupando el mismo volumen ejerce una presión de 2 atm? SOL: 1172 K
  10. En un recipiente cerrado se recogen 0,30 L de oxígeno a 27ºC y 1 atm de presión. ¿Qué volumen ocupará a 4 atm y 27ºC? SOL: 0,075 L
  11. Una habitación está llena de aire, ocupando 2,5 L a una presión de 1,47 atm. ¿Qué volumen ocupará si la presión disminuye hasta 1 atm? SOL: 3,67 L
  12. En una vasija de 6 L se encuentra un gas a 0ºC y 1 atm de presión. ¿Qué volumen ocupará a -15ºC y 1 atm de presión? SOL: 5,67 L
  13. Una masa de gas en un recipiente a – 10 ºC, ejerce una presión de 0,01 atm. El gas se calienta a volumen constante hasta que su presión sea de 0,03 atm. ¿Cuál es la temperatura final del gas? SOL: 789 K
  14. Si tenemos 0, 700 L de gas oxígeno a 8 atm de presión y 37ºC. ¿Qué volumen ocupará si la temperatura aumenta hasta 57 ºC manteniendo constante la presión? ¿Y si mantenemos la temperatura constante y disminuimos la presión hasta 2 atm? SOL: 0,7452 L; 2,800 L
  15. Si disponemos de 5000L de hidrógeno a 25 ºC y 8 atm, ¿qué presión ejercerá si lo calentamos, a volumen constante hasta 47 ºC?. SOL: 8,59 atm
  16. Tenemos 20 L de un gas a 30 ºC. Si aumenta la temperatura hasta los 60 ºC, a presión constante, ¿el volumen que ocupará el gas será el doble? Conteste sin hacer ningún cálculo.
  17. Una masa de gas encerrada en un recipiente a – 10 ºC ejerce una presión de 0,02 atm. La calentamos, a volumen constante, hasta que la presión ejercida sea de 0,038 atm. ¿Cuál es la temperatura final del gas? SOL: 499,7 K
  18. ¿A qué temperatura habrá que calentar 10 L de un gas para que su volumen se duplique sin variar la presión, siendo la temperatura inicial 20 ºC? SOL: 586 K
  19. Un gas ocupa un volumen de 5 L a 0 ºC. ¿Cuál será su temperatura si ha pasado a ocupar un volumen de 10 L sin que varíe la presión? SOL: 546 K
  20. En un recipiente de 5 L se introduce gas oxígeno a la presión de 4 atm. ¿Qué presión ejercerá si duplicamos el volumen sin variar la temperatura? SOL: 2 atm
  21. En un recipiente de 5 L se introduce gas oxígeno a la presión de 4 atm y se observa que su temperatura es de 27 ºC. ¿Cuál será su presión si la temperatura pasa ser de 127 ºC sin que varíe el volumen? SOL: 5,37atm
  22. A una determinada cantidad de aire que ocupa un volumen de 4 litros en un recipiente rígido y cerrado, a la temperatura de 100ºC y 1,7 atm de presión, le bajamos la temperatura a 0ºC ¿cuál será la nueva presión?  SOL: 1,24 atm
  23. Una determinada cantidad de gas que ocupa un recipiente de 2,5 L y ejerce una presión sobre las paredes del mismo de 3,2 atm ¿qué presión ejercerá si el volumen lo reducimos a 1,2 L manteniendo constante la temperatura? SOL: 6,67 at

Animación: Las leyes de los gases

Animaciones en donde se muestra la Ley de Boyle-Mariotte, ley de Charles y ley de Gay-Lussac:

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Lectura: Dilatación de los gases

Lee el siguiente texto y responde a las preguntas:

Seis experimentos realizados con el aire atmosférico, en los que dejé de lado todo aquello que podría resultar inseguro, me dieron los siguientes resultados: el aire atmosférico, que a la temperatura de la nieve en fusión tenía un volumen de 100 partes, calentado hasta la temperatura del agua en ebullición, se había dilatado hasta un volumen medio de 137,5 partes. Si se divide toda esta dilatación en partes iguales para cada uno de los grados que la ha producido, es decir, 100, y si se toma como unidad el volumen a la temperatura de 0 °C, se encontrará que el aumento de volumen es de 1/266,66 para cada grado centígrado.

 Los experimentos descritos aquí, realizados todos ellos con el mayor cuidado, establecen sin ningún lugar a dudas que el aire atmosférico, el oxígeno, el nitrógeno, el hidrógeno, el amoniaco, el cloruro de hidrógeno, el dióxido de azufre y el dióxido de carbono, se dilatan todos ellos casi de la misma manera por iguales grados de temperatura y que, en consecuencia, la diferencia de densidad de estas clases de gases a cualquier presión y temperatura, y en general su naturaleza específica, no influye para nada en su dilatación por el calor.

 De esto sacó la conclusión de que los gases se dilatan casi exactamente de la misma manera por iguales grados de temperatura y en igualdad de todas las otras condiciones.

 J. GAY-LUSSAC

Investigaciones sobre la dilatación de los gases y los vapores

Annales de Chimie (Adaptación)

Nota: Los cálculos de Gay-Lussac no eran exactos, debido a la poca precisión de los instrumentos de medida. Hoy sabemos que, a presión constante, por cada grado centígrado de cambio de temperatura, el volumen de cualquier gas se modifica en 1/273 del volumen que tiene a 0 °C.

  1.  ¿Con qué sustancias gaseosas realiza Gay-Lussac sus investigaciones? ¿Con qué sustancia gaseosa realiza el experimento que se describe de manera cuantitativa en el texto?
  2.  ¿Qué es lo que pretende investigar Gay-Lussac?
  3.  ¿Cuál es el volumen inicial del gas que se describe en el texto? ¿A qué temperatura se encuentra?
  4.  ¿Cuál es el volumen final del gas? ¿A qué temperatura se encuentra? ¿Qué magnitud permanece constante en estos experimentos?
  5. Si se toma la unidad de volumen el volumen a 0 °C:
    a) ¿Cuál es el valor aceptado en la actualidad para ese aumento de volumen?
    b) ¿Cuál es el aumento de volumen por cada grado centígrado que obtiene Gay-Lussac?
  6.  ¿Depende el resultado de estos experimentos de la naturaleza del gas que se utiliza en los mismos?
  7. ¿A qué conclusión llega Gay-Lussac sobre la dilatación de los gases?

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  Gay – Lussac

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