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Problemas de gases resueltos - Contenido educativo

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Subido el 4 de noviembre de 2024 por Eva Maria A.

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Bueno, vamos a hacer un repasito de los problemas que hemos estado viendo en clase. 00:00:01
Acordaros que tenemos tres bloques de problemas, por decirlo de alguna forma. 00:00:05
El primer bloque que eran los problemas de gases ideales, ahora los repasamos. 00:00:09
Un segundo bloque de problemas que son los cilindros simples y luego otro bloque de problemas que son los cilindros de doble efecto. 00:00:14
Bueno, ¿qué pasaba o qué usábamos en los problemas de gases ideales? 00:00:22
Pues teníamos dos fórmulas importantes. La primera, la ley de los gases ideales. 00:00:27
¿Qué hace? Relacionar presión, volumen, temperatura y los moles que tengo de un gas. 00:00:31
Y era esta. 00:00:36
P por V es igual a N por R y por T. 00:00:39
Presión por volumen es igual a N, que es el número de moles, 00:00:44
R, que es la constante universal de los gases ideales, 00:00:49
y T, que es la temperatura absoluta. 00:00:52
Presión absoluta. Ojo con esto. 00:00:55
¿Qué otra fórmula tenía para usar en estos problemas? 00:00:58
Pues la ley de Boil-Mariot. ¿Qué dice Boil-Mariot? Que si yo tengo un gas, una cantidad de gas que ocupa un volumen, el producto de esas dos variables va a ser constante, es decir, P por V es igual a constante. 00:01:01
Esto sirve para relacionar dos estados en los que se puede encontrar el gas, porque cambia la presión, porque cambia el volumen y me pidan hallar la presión, o sea, me van a pedir o presiones o volúmenes, no me van a pedir otra cosa. 00:01:19
¿Qué tengo? 00:01:31
Tengo en un cilindro, tengo un gas 00:01:34
¿Qué hacen las moléculas de ese gas? 00:01:36
Se van a expandir hacia todas partes 00:01:39
No tienen un orden 00:01:41
Yo tengo aquí mi vástago que empuja el embol 00:01:42
¿Vale? 00:01:47
Tengo un volumen 1 a una presión 1 00:01:48
El número de moles no varía 00:01:52
Voy a coger este mismo cilindro 00:01:55
Que no me ha quedado muy igual 00:01:57
Y ahora voy a aplicar más presión 00:01:59
Voy a bajar el émbolo aquí 00:02:04
Tengo los mismos moles que tenía aquí, los tengo aquí 00:02:07
Pero están más comprimidos, tengo una presión mayor 00:02:10
¿Qué ha pasado? Ha aumentado la presión 00:02:13
¿Qué le pasa al volumen? Pues que disminuye, lo estoy comprimiendo 00:02:15
Bueno, pues tengo una presión 2 y un volumen 2 00:02:19
Pues esta ley de Boil Mario también me sirve para relacionar 00:02:23
Que la presión 1 por el volumen 1 va a ser igual a la presión 2 por el volumen 2 00:02:26
¿Ok? 00:02:32
presiones en pascales, volúmenes en metros cúbicos, ¿vale? 00:02:34
Solemos llamar 1, el poner el subíndice 1 al estado inicial, y se suele poner el subíndice 2 al estado final. 00:02:45
Bueno, pues con esto vamos a hacer los problemillas del principio. 00:02:54
Vamos a ver, venga, que eran muy facilitos. 00:02:58
Vamos a coger este problema, vamos a borrar esto. 00:03:08
Primer problema que teníamos 00:03:13
Uy, que me lo cago 00:03:16
Primer problema del bloque de gases 00:03:19
Suponiendo que el aire se convierte como un gas ideal 00:03:25
Calcula el volumen que ocupa un mol de aire a 20 grados centígrados 00:03:28
Y siente 7 atmósferas de presión absoluta 00:03:31
Dice que R es 0,082 atmósferas por litro entre Kelvin 00:03:35
Bueno, pues lo primero 00:03:39
Me apunto los datos que tengo en el problema 00:03:41
¿Qué tengo? N, 1 mol 00:03:43
Temperatura, 20 grados centígrados 00:03:50
¿Qué le tengo que pasar a Kelvin? 00:03:56
¿Qué hago? Le sumo 273 00:03:58
Esto me da 293 Kelvin 00:04:02
Presión, ¿qué me da el problema? 00:04:06
Absoluta, 7 atmósferas 00:04:13
Y sé también la constante, 0,082 atmósfera litro kelvin. 00:04:17
Bueno, pues vamos a empezar. 00:04:26
Aquí no tengo dos estados, no tengo una presión inicial, una presión final, 00:04:31
o sea que la única fórmula que yo puedo usar, P por V es igual a nRT. 00:04:35
Me está dando presión absoluta, no tengo que hacer nada, no tengo que convertir nada, 00:04:43
Pues sustituyo 7 atmósferas, el volumen no lo sé porque me está pidiendo el volumen 00:04:48
Número de moles 1, 0,082 y la temperatura 293 00:04:54
Esto me da que el volumen son 3,43 litros 00:05:03
Venga, vamos a otro 00:05:08
A ver, que me he comido un problema, aquí está 00:05:11
A ver, cada vez que copio enunciado suena la campanita. 00:05:25
Venga, segundo problema. 00:05:30
Un acumulador de 3 metros cúbicos, un volumen, me está dando ahí. 00:05:31
Vamos a ir aceptando. 00:05:36
Volumen 3 metros cúbicos. 00:05:40
¿Por qué sé que es un volumen? 00:05:43
Porque tengo aquí la unidad de medida. 00:05:45
Existe un aire a una presión relativa de 6 bares, 00:05:48
Siendo la temperatura 295 Kelvin 00:05:54
¿Qué cantidad de volumen de aire en condiciones normales? 00:05:59
Y entre paréntesis nos dice cuáles son esas condiciones normales 00:06:02
Pero esto está mal 00:06:05
Porque las condiciones normales es una atmósfera de 273 Kelvin 00:06:07
Así que lo voy a hacer bien el problema, ¿vale? 00:06:14
¿Qué cantidad de volumen de aire en condiciones normales se encuentra en el depósito? 00:06:19
Bueno, vamos a ver 00:06:24
Lo primero es que no sé cuántos moles tengo 00:06:25
Pues vamos a ver 00:06:29
Fórmula del Pábalo de Rayos 00:06:30
P por V es igual a nRT 00:06:34
La presión absoluta que no es la que yo tengo aquí 00:06:36
Ojo 00:06:41
¿Cuánto es la presión absoluta? 00:06:41
Es la presión relativa 00:06:44
Más la presión atmosférica 00:06:46
Y la presión atmosférica es una atmósfera 00:06:48
Es decir 00:06:49
6 más 1 00:06:51
7 atmósferas de presión 00:06:52
Pues voy a sustituir 00:06:55
Sustituyo, tengo 7 00:06:56
¿Qué volumen tengo esto? 00:07:00
Pasado a litros son 3.000 litros 00:07:03
7 por 3.000 es igual a N, que es mi incógnita 00:07:07
R, 0,082 00:07:11
Y la temperatura que son 295 00:07:15
De aquí saco el valor de N, que me da 862 00:07:20
2,13 moles y ahora me dice cantidad de volumen de aire en condiciones normales, es decir, este gas, estos 862,13 moles los tengo en mi recipiente y los tengo en la presión de 7 atmósferas, ¿vale? 00:07:26
Acordaros que bar es lo mismo que atmósfera 00:07:50
Es equivalente 00:07:52
Yo esto lo tengo aquí a 7 atmósferas 00:07:53
Y tengo un volumen de 3000 litros 00:07:55
Y ahora tengo que pasarlo al estado 2 00:07:59
Que va a ser 00:08:04
Una presión de una atmósfera 00:08:05
Una atmósfera 00:08:07
El volumen va a variar 00:08:16
Y no puedo hacer 00:08:18
La segunda de las fórmulas que hemos visto antes 00:08:21
¿Por qué? Porque estoy variando la temperatura 00:08:23
De 295 paso a 273 00:08:25
¿Vale? No puedo hacer 00:08:28
No puedo usar Boil Mario, vamos a ver 00:08:30
¿Qué hago? Pues 00:08:32
Desconozco el volumen 00:08:35
Yo sé que la presión 00:08:36
Absoluta que tengo ahora es 00:08:39
Una atmósfera 00:08:41
Y la temperatura que tengo 00:08:42
273 Kelvin 00:08:45
Que son estas condiciones que me dice 00:08:47
Aquí 00:08:49
Tengo que ver estos 00:08:50
286,13 moles que tenía aquí 00:08:52
¿Qué volumen 00:08:55
Ocupan aquí? 00:08:57
Voy a tener el mismo número de moles 00:08:58
Pero se van a expandir 00:09:00
¿Por qué se van a expandir? 00:09:02
Porque tengo menos presión 00:09:06
Pues vamos a usar la misma fórmula 00:09:08
P por V es igual a N por R por T 00:09:10
La presión la sé, una atmósfera 00:09:14
El volumen es mi incógnito 00:09:16
Los moles son los mismos, 862,13 00:09:19
R, 0,082 00:09:23
Y la temperatura, 273. De aquí saco que mi volumen son 20.857,63 litros, o lo que es lo mismo, 20,85 metros cúbicos. 00:09:26
Veis que hemos bajado la presión y el volumen ha aumentado considerablemente. Antes tenía 3 metros cúbicos y ahora tengo. 00:09:50
Venga, vamos a hacer otro problema de estos. 00:09:58
El siguiente, problema 3, que es similar. 00:10:01
Vamos a coger por aquí el enunciado, se le da la campanita y vamos a pegar el enunciado. 00:10:06
Vamos a ver qué tenemos. 00:10:16
Tengo un recipiente de aire de un compresor con un volumen de 8 metros cúbicos. 00:10:20
Ya me lo voy a convertir. 00:10:26
¿Esto cuánto son? Vamos a hacerlo paso a paso. 00:10:28
8.000 decímetros cúbicos 00:10:30
Y es equivalente al decímetro cúbico y al litro 00:10:33
Luego estos son 8.000 litros 00:10:35
Dice a una presión de 6 bares 00:10:38
Tensión 00:10:41
6 bares 00:10:42
Y esta presión es relativa 00:10:45
Luego mi presión absoluta 00:10:46
Será 6 más 1 00:10:49
7 bares 00:10:51
O lo que es lo mismo 00:10:53
7 atmósferas 00:10:55
Y tengo una temperatura de 00:10:56
298 00:10:59
Kelvin 00:11:00
Y se determina el volumen de aire en condiciones normales 00:11:02
Es exactamente igual 00:11:06
Aquí vuelvo a estar la rata atrás 00:11:07
273 00:11:09
Exactamente igual que el problema anterior 00:11:10
No sé el número de moles 00:11:13
Luego lo primero, calculo 00:11:14
N, el número de moles 00:11:16
P por V es igual a 00:11:19
N por R por T 00:11:22
¿Qué presión tengo? 00:11:24
¿Volumen? 8.000 litros 00:11:27
N que es mi incógnita, R0,082, y la temperatura que son 298 grados. 00:11:29
¿Cuántos moles tengo? Pues 2.291,8 moles. 00:11:37
Ahora, estos moles que tengo en estas condiciones de 6 bares y 298 Kelvin, 00:11:46
tengo que ver qué volumen ocupan a una atmósfera y 273, que son las condiciones normales. 00:11:53
Pues ahora veo lo que ocupan en condiciones normales. 00:12:01
¿Qué presión tengo yo ahora? Una atmósfera. 00:12:09
Y esta presión es absoluta. 00:12:12
¿Qué temperatura tengo yo ahora? 00:12:15
La temperatura de condiciones normales, 273 Kelvin. 00:12:16
Vamos a ver. 00:12:21
Misma fórmula, P por V es igual a N por R por T 00:12:22
Presión, una atmósfera, volumen, mi idea que es mi incógnita 00:12:28
N, los que me he calculado, estos de aquí 00:12:32
2291,8 00:12:35
Constante, la misma de siempre, 0,082 00:12:39
Y la temperatura, 273 00:12:42
Y de aquí, ¿cuánto me vale V? 00:12:46
Pues 55.060,4 litros 00:12:51
O lo que es lo mismo 00:12:57
55 metros cúbicos 00:12:58
Exactamente igual que el problema anterior 00:13:01
Otro 00:13:07
Vamos a coger otro enunciado 00:13:10
A ver que me paso 00:13:13
Vamos a ver 00:13:15
Venga, este es más fácil todavía 00:13:19
En un recipiente de aire de un compresor 00:13:23
El recipiente de aire de un compresor, perdón, contiene 6 metros cúbicos 00:13:26
Luego tengo aquí volumen, 6 metros cúbicos 00:13:30
Y repito, sé que es un volumen porque tengo unas unidades al cubo 00:13:33
Y eso es indicativo de que tengo un volumen 00:13:37
A una presión absoluta de 7 bares y una temperatura de 293 Kelvin 00:13:39
Determina el volumen en condiciones normales 00:13:48
Esta es mi cómica 00:13:52
¿Cuáles son las condiciones normales? 00:13:53
Pues, 273 Kelvin y una atmósfera de presión. 00:13:56
¿No? 00:14:10
Vale, este problema denunciado, es que no sé qué ha pasado, este problema debería tener aquí un 7. 00:14:14
Si fuese un 9 se resolvería exactamente igual que el problema anterior, de hecho es el mismo problema que antes. 00:14:24
Esto, que es un 7. 00:14:29
que veo yo que 273 Kelvin no estoy variando la temperatura, la temperatura es constante 00:14:32
y cuando la temperatura es constante puedo usar P1 por V1 es igual a P2 por V2 00:14:44
en este caso el estado 2 va a ser las condiciones normales, vale, presión 1 por V1 00:14:56
Vamos a ver, pues simplemente sustituyo, mi estado 1 es este que tengo aquí arriba 00:15:06
Tengo 7 bares y tengo 6 metros cúbicos que son 6.000 litros 00:15:15
Y luego tengo mi estado 2, que la presión es una atmósfera, esta de aquí 00:15:20
Y el volumen en condiciones normales que es mi incógnita 00:15:26
Luego, ¿cuánto vale el volumen en condiciones normales de ese gas? 00:15:30
42.000 litros 00:15:34
O lo que es lo mismo 00:15:38
42 metros cúbicos 00:15:39
¿Vale? 00:15:41
En las soluciones que os he subido al aula virtual 00:15:46
Están corregidas estas temperaturas 00:15:48
¿Vale? 00:15:50
Venga, vamos a hacer el siguiente problema 00:15:52
Vamos a seleccionar el enunciado 00:15:53
Música 00:15:59
Aquí está 00:16:03
Problema 5 de gases 00:16:04
Si tenemos un recipiente 00:16:05
De 4 milímetros cúbicos 00:16:08
Existe aire a una presión relativa de 6 bares, siendo la temperatura 293 Kelvin. 00:16:14
Bien, calcular nuevamente la cantidad de volumen de aire en condiciones normales, es decir, volumen en condiciones normales, es mi incógnita. 00:16:24
La presión en condiciones normales es 1 bar y la temperatura en condiciones normales 273 Kelvin. 00:16:34
Bien, aquí sí que varía la temperatura, luego no puedo usar lo del problema anterior 00:16:42
Tengo que hacer P por V es igual a N por R y por T 00:16:49
Sacar el número de moles y luego llevarme esos moles a las nuevas condiciones a ver lo que ocupar 00:16:55
Bueno, esta presión es relativa, necesito la presión absoluta 00:17:01
Que será 6 más 1, 7 bares 00:17:06
O lo que es lo mismo, 7 atmósferas 00:17:09
Venga, pues sustituyo 00:17:12
7, volumen 4 metros cúbicos que son 4.000 litros 00:17:13
N por 0,082 por la temperatura que son 293 00:17:21
Pues me despejo N y tengo que son 1.165,4 moles 00:17:27
Estos moles me los voy a llevar a las condiciones normales a ver qué volumen ocupan 00:17:36
Pues tengo otra vez la misma fórmula, presión en condiciones normales, una atmósfera, volumen, mi idea es mi incógnita, número de moles, los que me acabo de calcular, 1165,4, R, 0,082 y la temperatura, la de las condiciones normales, 273. 00:17:41
Y con esto me saco volumen de los moles anteriores en condiciones normales, que son 26.088,7 litros, o lo que es lo mismo, 26,1 metros cúbicos. 00:18:04
Venga, otro. 00:18:22
Vamos a ver. 00:18:32
Copiado. 00:18:34
Aquí está. 00:18:35
Tenemos un recipiente de 2 metros cúbicos, volumen 2 metros cúbicos, a una temperatura de 20 grados centígrados. 00:18:36
Se introduce aire a una presión de 5 por 10 elevado a 5 pascales. Calcula la temperatura a la que se encontrará, temperatura, cuando su volumen se reduce, es decir, tengo un volumen 2, que es 1 metro cúbico. 00:18:46
Sin variar la presión 00:19:04
La presión es constante 00:19:06
Vamos a ver qué puedo hacer con este 00:19:12
Bueno 00:19:15
Lo primero, calcular el número de moles 00:19:17
Que tengo 00:19:20
En estas condiciones 00:19:22
Vamos a ello 00:19:23
P por V es igual a 00:19:25
N por R por T 00:19:28
Presión, esta presión es 00:19:30
Relativa 00:19:32
¿Vale? 00:19:34
Y esto es lo mismo que 5 atmósferas 00:19:36
Aquí tengo que poner la absoluta, luego será 5 más 1, ¿ok? 00:19:39
No os confundas aquí 00:19:44
Volumen, 2 metros cúbicos, son 2000 litros 00:19:45
Es igual a N por 0,082 00:19:49
Por la temperatura, que son 20 grados centígrados 00:19:53
O lo que es lo mismo, 293 Kelvin 00:19:57
Despejo N 00:20:01
Y me da 499,46 00:20:04
moles 00:20:10
¿vale? 00:20:12
ahora vamos a ver que pasa en el estado 2 00:20:14
voy a plantearme la misma ecuación 00:20:16
presión 2 00:20:23
volumen 2 es igual a 00:20:25
n por r 00:20:27
por temperatura 2 00:20:29
la presión es la misma que tenía 00:20:31
antes, luego vuelve a ser 6 00:20:33
el volumen 00:20:35
me está diciendo que es un metro cúbico 00:20:37
luego lo paso a litros, 1000 00:20:39
número de moles 00:20:41
499,46 00:20:44
constante 00:20:47
0,082 00:20:49
y ahora mi incógnita es la T 00:20:51
¿cuánto vale la temperatura 2 del segundo estado? 00:20:52
146,5 00:21:00
por lo que es lo mismo 00:21:01
menos 126,5 00:21:04
grados centígrados 00:21:07
¿vale? 00:21:09
a ver, nos quedan más problemas de estos 00:21:15
¿no? 00:21:17
ya los he hecho todos 00:21:19
pues venga, los subo 00:21:20
Gracias. 00:21:23
Idioma/s:
es
Materias:
Química, Tecnología
Etiquetas:
Tecnología
Niveles educativos:
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        • Cuarto Curso
        • Diversificacion Curricular 1
        • Diversificacion Curricular 2
Autor/es:
Eva Mª Amador Figueroa
Subido por:
Eva Maria A.
Licencia:
Todos los derechos reservados
Visualizaciones:
60
Fecha:
4 de noviembre de 2024 - 17:21
Visibilidad:
Clave
Centro:
IES ANA MARÍA MATUTE
Duración:
21′ 28″
Relación de aspecto:
1.76:1
Resolución:
1920x1092 píxeles
Tamaño:
1.58

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