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La ley de Boyle explicada con un problema de ejemplo

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La ley de gases de Boyle establece que el volumen de un gas es inversamente proporcional a la presión del gas cuando la temperatura se mantiene constante. El químico angloirlandés Robert Boyle (1627-1691) descubrió la ley y por ello es considerado el primer químico moderno. Este problema de ejemplo utiliza la ley de Boyle para encontrar el volumen de gas cuando la presión cambia.

Problema de ejemplo de la ley de Boyle

  • Un globo con un volumen de 2.0 L se llena con un gas a 3 atmósferas. Si la presión se reduce a 0,5 atmósferas sin un cambio de temperatura, ¿cuál sería el volumen del globo?

Solución

Como la temperatura no cambia, se puede usar la ley de Boyle. La ley de los gases de Boyle se puede expresar como:

  • PAGSyoVyo = PFVF

dónde

  • PAGSyo = presión inicial
  • Vyo = volumen inicial
  • PAGSF = presión final
  • VF = volumen final

Para encontrar el volumen final, resuelve la ecuación para VF:

  • VF = PyoVyo/PAGSF
  • Vyo = 2.0 L
  • PAGSyo = 3 atm
  • PAGSF = 0.5 atm
  • VF = (2.0 L) (3 atm) / (0.5 atm)
  • VF = 6 L / 0.5 atm
  • VF = 12 L

Responder

El volumen del globo se expandirá a 12 L.

Más ejemplos de la ley de Boyle

Mientras la temperatura y el número de moles de gas permanezcan constantes, la ley de Boyle significa duplicar la presión de un gas a la mitad su volumen. Aquí hay más ejemplos de la ley de Boyle en acción:

  • Cuando se empuja el émbolo de una jeringa sellada, la presión aumenta y el volumen disminuye. Dado que el punto de ebullición depende de la presión, puede usar la ley de Boyle y una jeringa para que el agua hierva a temperatura ambiente.
  • Los peces de aguas profundas mueren cuando son llevados desde las profundidades a la superficie. La presión disminuye dramáticamente a medida que se elevan, aumentando el volumen de gases en la sangre y la vejiga natatoria. Esencialmente, el pez pop.
  • El mismo principio se aplica a los buzos cuando obtienen "las curvas". Si un buzo regresa a la superficie demasiado rápido, los gases disueltos en la sangre se expanden y forman burbujas, que pueden quedar atrapadas en capilares y órganos.
  • Si soplas burbujas bajo el agua, se expanden a medida que suben a la superficie. Una teoría sobre por qué las naves desaparecen en el Triángulo de las Bermudas se relaciona con la ley de Boyle. Los gases liberados del fondo marino se elevan y se expanden tanto que esencialmente se convierten en una burbuja gigantesca cuando llegan a la superficie. Pequeñas embarcaciones caen en los "agujeros" y son engullidas por el mar.


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