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Ley de Charles: volumen de un gas a distintas temperaturas 0001

Un recipiente contiene 5 L de N_2(g) cuando se encuentra a una temperatura de 225 ºC. Calcula el volumen que ocupará este gas, si su presión es constante, cuando está a las siguientes temperaturas:
a) 1 ºC
b) 15 ºF
c ) 210 K
d) 20 ºF

SOLUCIÓN

Como el gas se encuentra a presión constante, debemos establecer la relación entre el volumen y la temperatura en cada caso, lo que podemos hacer a partir de la Ley de Charles: \frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}
No debemos olvidar que la temperatura ha de estar expresada SIEMPRE en escala absoluta cuando aplicamos las leyes de los gases, por lo tanto, T_1 = 225 + 273 = 498\ K. En cada apartado haremos la conversión de la temperatura a la escala absoluta y aplicaremos la ley anterior.
a) T_2 = 1 + 273 = 274\ K

V_2 = \frac{V_1\cdot T_2}{T_1}\ \to\ V_2 = \frac{5\ L\cdot 274\ K}{498\ K} = \bf 2,75\ L


b) T_2 = \frac{15 - 32}{1,8} + 273 = 263,56\ K

V_2 = \frac{5\ L\cdot 263,56\ K}{498\ K} = \bf 2,65\ L


c)

V_2 = \frac{5\ L\cdot 210\ K}{498\ K} = \bf 2,11\ L


d) T_2 = \frac{20 - 32}{1,8} + 273 = 266,33\ K

V_2 = \frac{5\ L\cdot 266,33\ K}{498\ K} = \bf 2,67\ L

 

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