PROPIEDADES DE LOS GASES
Temperatura constante
1. Aplicando la ley de Boyle-Mariotte, completa la siguiente tabla y realiza la gráfica P-V:
2. Experimentando a temperatura constante con una determinada cantidad de gas e ir variando el volumen del recipiente (dotado de émbolo) y midiendo los valores de presión para cada volumen, los valores vienen representados en esta tabla:
a. ¿Cumple con la ley de Boyle?
b. Haz la gráfica P (atm) en el eje de las "y" frente a V (L) en el eje de las "x" ¿qué gráfica se obtiene?
c. ¿Cuál será la presión para un volumen de 2,5 L?
3. La siguiente tabla relaciona la presión y el volumen de un gas a una determinada temperatura:
P (atm) 1 2 5 10
V (L) 2,5 0,625 0,3125
a. Completa la tabla con los datos que faltan.
b. Realiza la gráfica presión-volumen con los datos de la tabla.
c. ¿Cómo es el producto entre P y V? ¿Qué ley de los gases se cumple? Enúnciala. d. ¿A qué volumen la presión es de 3 atm?
4. La ley de Boyle establece que la presión y el volumen de un sistema gaseoso son inversamente proporcionales. Según esto, si aumentamos el volumen de un gas al doble, ¿qué le ocurre a la presión del mismo?
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?
7. Una habitación está llena de aire, ocupando 2500 L a una presión de 941 mm Hg. ¿Qué volumen ocupará si la presión disminuye hasta 790 mm Hg?
8. Calcula el volumen final de un litro de gas cuando se triplica la presión a la que está sometido inicialmente, siendo la temperatura constante en todo momento.
9. La presión inicial de 2 L de un gas es 1,8 atm. Se comprime hasta un volumen de 0,7 L, ¿cuál es el valor de la presión final? Considera que la temperatura no varía durante el proceso.
10. Un gas encerrado en un recipiente de 2,4 L experimenta una variación de la presión desde 1 atm hasta 4 atm. ¿Cuál es su volumen final si la temperatura permanece constante?
11. Un gas ocupa un volumen de 800 mL a una presión de 650 mm Hg. Calcula el volumen que ocupará a temperatura constante y a los siguientes valores de presión:
a. 1 atm. b. 800 torr. c. 320 mm Hg. d. 100 torr.
12. Si un gas sigue la ley de Boyle y su volumen inicial es de 53 L a 290 kPa. ¿Cuál es el volumen a 346 kPa?
13. Una masa de nitrógeno ocupa 5 litros bajo una presión de 740 mm Hg. Determina el volumen de la misma masa de gas a una presión de 760 mm Hg, permaneciendo constante la temperatura.
14. Cierta cantidad de gas ocupa un volumen de 34 mL a la presión de 200 mm de Hg. ¿Qué volumen ocupará a la presión de 840 mm de Hg?
15. El volumen de un gas, medido a presión estándar, es de 20,4 litros. Calcula la presión del gas en mm de mercurio si el volumen cambia a 28,2 litros y la temperatura permanece constante.
16. ¿Qué ocurrirá con el volumen de un gas si se disminuye a la mitad la presión que se aplica sobre él manteniendo la temperatura constante? Por ejemplo, se tienen 4,5 litros de un gas sometido a 4,8 atm y de pronto se reduce esa presión a 2,4 atm, ¿Cuál será el volumen que ocupa el gas?
17. Se tienen 4 L de un gas que están a 600 mm Hg de presión. ¿Cuál será su volumen si aumentamos la presión hasta 800 mm Hg? Considera que la temperatura es constante.
18. Si introducimos cierta cantidad de gas en un recipiente de 2 L y lo cerramos herméticamente a una presión de 1 atm, ¿cuál será la presión final si reducimos el volumen a un tercio de litro? ¿Qué ley de los gases aplicas para resolver el problema? Considera que la temperatura es constante.
20. ¿Qué volumen ocuparán 500 mL de un gas a 600 torr de presión si se aumenta la presión hasta 750 torr a temperatura constante?
21. 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? ¿y si lo aumentamos a 4,6 L?
22. Calcula la presión de un gas que se ha sometido a una transformación a temperatura constante en la que se ha triplicado su volumen, sabiendo que inicialmente se encontraba a una presión de 750 mm de Hg.
23. Una masa de gas ocupa un volumen de 4 litros a una presión de 780 mm de Hg y 20 °C de temperatura. Calcula el volumen que ocupará el gas si aumentamos la presión a 2 atm, manteniendo constante la temperatura.
24. A presión de 17 atm, 34 L de un gas a temperatura constante experimenta un cambio ocupando un volumen de 15 L ¿Cuál será la presión que ejerce?
25. Una cantidad de gas ocupa un volumen de 80 cm3 a una presión de 0,98 atm. ¿Qué
volumen ocupará a una presión de 1,2 atm si la temperatura no cambia?
Volumen constante
27. Aplica la ley de Gay-Lussac, completa la siguiente tabla y elabora la gráfica correspondiente.
28. Experimentando a volumen constante con una determinada cantidad de gas hidrógeno e ir variando la temperatura del mismo y midiendo los valores de presión para cada temperatura en °C, los valores han sido representados en esta tabla:
a. ¿Cumple con la ley de Gay-Lussac?
b. Haz la gráfica P (atm) en el eje de las "y" frente a T (K) en el eje de las "x" ¿qué gráfica se obtiene?
c. Uno de los valores tomados experimentalmente de presión no ha sido correcto ¿cuál crees que es? Razónalo.
d. ¿Cuál será la presión para una temperatura de 250 °C?
29. La siguiente tabla relaciona la presión y la temperatura de un gas a un determinado volumen:
P (atm) 1 1,2 1,8 2,5
T (K) 273 409,5 573,3
a. Completa la tabla con los datos que faltan.
b. Realiza la gráfica presión – temperatura con los datos de la tabla.
c. ¿Cómo es el cociente entre P y T? ¿Qué ley de los gases se cumple? Enúnciala. d. ¿A qué temperatura la presión es de 3 atm?
30. En un recipiente cerrado de volumen constante se ha introducido un gas y se han medido los siguientes valores:
a. ¿De qué ley de los gases se trata?
31. En el laboratorio se obtienen los siguientes datos sobre un sistema gaseoso que ocupa un volumen fijo de 5 L:
a. ¿Qué ley de los gases se cumple? ¿Cuál es el valor de la constante? b. Representa gráficamente la isócora del experimento.
c. ¿Cuál sería la temperatura esperada cuando la presión sea 2,8 atm?
32. Inicialmente un gas está a una presión de 2 atm y una temperatura de 25 °C. ¿Qué presión ejercerá el gas si aumentamos la temperatura hasta los 100 °C?
33. A una temperatura de 30 °C un gas tiene una presión de 800 mm Hg. ¿A qué temperatura ejercerá una presión de 3,5 atm?
34. ¿Cuál será la presión que adquiere un volumen gaseoso de 200 cm3 si pasa de 30 °C a
70 °C, siendo la presión inicial de 740 mm Hg y su volumen constante?
35. Una muestra de gas ocupa un volumen de 44,8 litros en condiciones estándar, es decir, 25 °C de temperatura y una presión de una atmósfera. ¿Cuál será su presión a una temperatura de 34 °C, manteniendo el volumen constante?
36. Se ensaya un tanque que resiste una presión de 36 atm. Se llena de aire a 30 °C y 18 atm. ¿Ofrece seguridad para someterlo, una vez lleno a una temperatura de 600 °C?
37. Cierto volumen de un gas está sometido a una presión de 970 mm Hg cuando su temperatura es de 25 °C. ¿A qué temperatura deberá estar para que su presión sea de 760 mm Hg?
38. En el envase de cualquier aerosol podemos leer que no debemos arrojarlo al fuego ni aún vacío. ¿Por qué el fabricante está obligado a hacer esa advertencia? ¿En qué ley de los gases te basarías para explicar la advertencia?
39. Una determinada cantidad de aire que ocupa un recipiente cerrado de 4 litros de capacidad (asimilable a una olla a presión), a la temperatura de 100 °C, la presión resulta ser de 1,7 atmósferas. Si bajamos la temperatura a 0 °C, ¿cuál será la nueva presión? ¿Y si la subimos a 250 °C?
40. En la rueda de una bicicleta hay aire a una presión de 1,20 atm y a 20 °C de temperatura. Después de circular durante un rato y, como consecuencia del rozamiento con el suelo, la rueda se calienta hasta 30 °C. Considerando que el volumen no varía, calcula la presión final del aire en el interior de la cámara.
41. Una bombona de 20 L contiene gas propano a 3,5 atm de presión y 15 °C de temperatura. La bombona se calienta hasta 40 °C. Determina cuál será la presión en el interior de la bombona.
43. La rueda de un coche contiene aire a una presión de 2,5 atm y la temperatura es de 20 °C. Después de un largo recorrido la temperatura del aire asciende hasta 50 °C. ¿Qué presión tendrá el aire de la rueda?
Presión constante
45. Aplicando la ley de Charles-Gay-Lussac completa la siguiente tabla y elabora la gráfica correspondiente.
46. Experimentando a presión constante (P = 1 atm) con una determinada cantidad de gas hidrógeno e ir variando la temperatura del mismo y midiendo los valores de volumen para cada temperatura en °C, los valores han sido:
a. Comprueba si se cumple la ley de Charles representando en tu cuaderno la gráfica V (L) frente a la temperatura absoluta. ¿Se cumple? Razónalo.
b. ¿Cuál será el volumen a 350 °C?
47. La siguiente tabla relaciona el volumen y la temperatura de un gas a una determinada presión:
V (L) 1 1,5 2,5 3,5
T (K) 250 500 750
a. Completa la tabla con los datos que faltan.
b. Realiza la gráfica volumen – temperatura con los datos de la tabla.
c. ¿Cómo es el cociente entre V y T? ¿Qué ley de los gases se cumple? Enúnciala. d. ¿Qué volumen ocupará a una temperatura de 575 K?
48. Una cierta cantidad de gas ocupa 1,56 L a 25 °C y 1 atm de presión. ¿Cuál será el volumen si el gas se calienta a 35 °C siendo constante la presión?
49. Un gas ocupa un volumen de 5 L a una temperatura de 20 °C. ¿Qué temperatura tendrá si el volumen se reduce a 2,5 L?
50. 0,02 m3 de un gas que se encontraban a 60 °C se calientan hasta duplicar su volumen. Si
el gas se mantiene a presión constante, ¿hasta qué temperatura se calienta el gas?
51. Un volumen de 3 m^3 de argón se mantiene a presión constante y se calienta desde 20 °C a 293 °C. ¿Cuál es el nuevo volumen del gas?
53. Isobáricamente, el volumen de un gas se duplica. Si la temperatura inicial es 27 °C, calcula la temperatura final.
54. Un globo tenía en principio un volumen de 4,39 L a 44 °C y una presión de 729 torr. ¿A qué temperatura se debe enfriar el globo para reducir su volumen hasta 3,782 L si la presión es constante?
55. Se encuentran 6 litros de un gas ideal a 24 °C y presión constante. ¿Cuánto disminuye su temperatura para que su volumen sea de 4 litros?
56. Un gas cuya temperatura es de 25 °C tiene un volumen de 2,5 L. Si reducimos su temperatura a 10 °C, ¿cuál será su nuevo volumen?
57. Un gas ocupa un volumen de 250 mL a la temperatura de 293 K. ¿Cuál será el volumen que ocupe cuando su temperatura sea de 303 K? Enuncia la ley de los gases que usas para hacer el problema.
58. Una determinada cantidad de aire está contenida en un recipiente dotado de émbolo, de manera que siempre la presión será la misma que la del exterior (la atmosférica del momento). Si el volumen resulta ser de 4 litros y la temperatura 20 °C, y calentamos el aire hasta 200 °C, ¿cuál será el Volumen de aire (del recipiente)? ¿Y si lo enfriamos hasta 0 °C?
59. ¿Cuántos grados centígrados debe aumentar la temperatura de un gas que inicialmente se encontraba a 0 °C y 1 atm de presión para que ocupe un volumen cuatro veces mayor cuando la presión no varía?
60. Un balón cuyo volumen es de 500 cm3 a una temperatura de 20 °C se introduce en la
nevera y su volumen se reduce a 480 cm3. Suponiendo que la presión del aire contenido
en el balón no cambia, calcula la temperatura en el interior de la nevera.
61. Calcula el volumen que ocupa a 350 K un gas que a 300 K ocupaba un volumen de 5 L (la presión no varía).
62. ¿Cuántos grados centígrados debe aumentar la temperatura de un gas que inicialmente se encontraba a 0 °C y 1 atm de presión para que ocupe un volumen cuatro veces mayor cuando la presión no varía?
63. Un gas que ocupaba un volumen de 1,5 litros se calienta de 25 °C a 55 °C a presión constante. ¿Cuál es el nuevo volumen que ocupará?
64. Un gas ocupa un volumen de 3.5 litros a una temperatura de 60 K. Si la presión permanece constante, ¿a qué temperatura en volumen seria de 6.5 litros?
65. Si el volumen del aire de una habitación a 8 °C es de 900 litros. ¿Cuánto aire escapara de la habitación si se calienta hasta 30 °C?
Ecuación de estado de los gases
67. En un recipiente se encuentra un gas a 10 °C, 3 atm de presión y ocupa un volumen de 450 mL. ¿Qué volumen ocupará a 100 °C de temperatura y 750 mm Hg de presión?
68. En un recipiente de 268 mL se introduce un gas a 18 °C y 1,5 atm de presión. ¿Qué presión ejercerá si ocupa un volumen de 500 mL, a una temperatura de 25 °C?
69. Un gas ocupa un volumen de 5 L a una temperatura de 20 °C y ejerce una presión de 0,5 atm. ¿Qué temperatura tendrá si ocupa un volumen de 3 L y ejerce una presión de 2 atm?
70. En un recipiente cerrado se recogen 300 mL de oxígeno a 27 °C y 1 atm de presión. ¿Qué volumen ocupará en condiciones normales (0 °C y 1 atm)?
71. En una vasija de 6 L se encuentra un gas a 0 °C y 1 atm de presión. ¿Qué volumen ocupará a -10 °C y 2,5 atm de presión?
72. Una determinada cantidad de gas se encuentra en condiciones normales (0 °C y 1 atm) ocupando un volumen de 4 L. Se calienta hasta una temperatura de 100 °C, siendo la presión de 1,5 atm. ¿Qué volumen ocupará ahora el gas?
73. ¿Cómo debe modificarse la presión de un gas para que al pasar de 20 a 0 °C el volumen se reduzca a la mitad?
74. ¿A qué presión se deben someter 4 L de gas neón medido a 2 atm y -73 °C para comprimirlos hasta 0,5 L cuando la temperatura es 27 °C?
75. Un recipiente contiene 54 L de nitrógeno medidos a una presión de 3 atm y una temperatura de 40 °C. ¿Cuál será su volumen para una temperatura de 25 °C en condiciones normales de presión?
76. Un gas ocupa un volumen 100 L a una presión de 6 atm y una temperatura de 21 °C. ¿Cuál será el volumen si se lo somete a una presión de 10 atm y simultáneamente se lo calienta hasta una temperatura de 48 °C?
77. ¿Qué volumen ocuparán 25 litros de un gas, a 0 °C y a 1,5 atmósferas de presión, si la temperatura cambia a 100 °C y la presión disminuye a una atmósfera?
78. A 298 K de temperatura y 0,8 atm de presión un gas ocupa un volumen de 2 L. ¿Cuál será la temperatura del sistema cuando la presión del gas sea 1,03 atm y el volumen se haya reducido en un tercio del volumen inicial?
79. Calcula la temperatura final de un gas encerrado en un volumen de 2 L, a 25 °C y 1 atm, si reducimos su volumen hasta los 0,5 L y su presión aumenta hasta 3,8 atm.
81. Disponemos de un volumen de 20 L de gas helio, a 2 atm de presión y a una temperatura de 100 °C. Si lo pasamos a otro recipiente en el que la presión resulta ser de 1,5 atm y bajamos la temperatura hasta 0 °C, ¿cuál es el volumen del recipiente?.
82. En un recipiente de 5 L de volumen, tenemos aire a 1 atm de presión y 0 °C de temperatura. Si disminuimos el volumen del recipiente a 2 L y la presión resulta ser de 3 atm ¿cuál es la temperatura del aire en °C?
83. Un globo contiene 4L de gas Helio a 25 °C. La presión que ejerce el gas sobre las paredes el globo es 0,8 atm. Si se eleva la temperatura del gas hasta 40 °C, el volumen del globo pasa a ser de 4,5 L. ¿Cuál será la presión en este nuevo estado?
84. En un recipiente hay 250 cm3 de oxígeno a 30 °C y 700 mm de Hg. Determina:
a. El volumen si la temperatura es de 30 °C y la presión de 1 atm
b. La presión que habría que ejercer para que el volumen se reduzca a 150 cm3 sin
modificar la temperatura.
85. La temperatura de un gas es de 10 °C cuando el volumen es de 2 L y la presión 1,5 atm. Determina el valor que alcanza la temperatura si el volumen se duplica y la presión se reduce a la mitad.
86. La temperatura de un gas es de 20 °C. Determina cuál será la temperatura si el volumen se duplica y la presión se reduce a la mitad.
