Variación del volumen de un gas con la temperatura en distintas unidades

, por F_y_Q

Un gas, en un recipiente flexible, ocupa un volumen de 0,5 L a 27^oC y 2,2 bar de presión. Si la presión permanece constante, cuál será el volumen cuando:

a) Se duplica la temperatura en ^0C (expresado en mL).

b) Se duplica la temperatura en kelvin (expresado en L).

c) La temperatura en ^oC se reduce a la mitad (expresado en ft^3).

d) La temperatura en kelvin se reduce a la mitad (expresado en in^3).


SOLUCIÓN:

Si los cambios son a presión constante, podremos aplicar la ley de Charles en cada una de las transformaciones. Siempre, en todos los casos, debemos trabajar con la temperatura en escala absoluta. Calcularemos el volumen final en la unidad dada (L) y luego haremos la conversión. Vamos a usar la fórmula:
\frac{V_1}{T_1} = \frac{V_2}{T_2}\ \to\ V_2 = \frac{V_1\cdot T_2}{T_1}
a) Las temperaturas son T_1 = (27 + 273)\ K = 300\ K y T_2 = (54 + 273)\ K = 327\ K
V_2 = \frac{0,5\ L\cdot 327\ K}{300\ K} = 0,545\ L

0,545\ L\cdot \frac{10^3\ mL}{1\ L} = \bf 545\ mL


b) Ahora T_2 = 600\ K:

V_2 = \frac{0,5\ L\cdot 600\ K}{300\ K} = 1\ L


c) En este caso T_2 = 286,5\ K y el volumen será:
V_2 = \frac{0,5\ L\cdot 286,5\ K}{300\ K} = 0,478\ L

0,478\ L\cdot \frac{3,53\cdot 10^{-2}\ ft^3}{1\ L} = \bf 1,69\cdot 10^{-2}\ ft^3


d) En este caso T_2 = 150\ K:
V_2 = \frac{0,5\ L\cdot 150\ K}{300\ K} = 0,25\ L

0,25\ L\cdot \frac{61\ in^3}{1\ L} = \bf 15,25\cdot 10^{-2}\ in^3