Quimica

LEY DE BOYLE Gracias a las leyes de Boyle-Mariotte y de Charles y Gay-Lussac, conocemos las relaciones que hay entre la presion, el volumen y la temperatura de un gas, pero siempre que una de las tres permanezca constante. Intentaremos determinar que ocurre cuando cambiamos las tres propiedades, presion, volumen y temperatura, simultaneamente. Digamos que las condiciones iniciales del gas son P0, V0 y T0, y las finales P1, V1 y T1. Podemos suponer que en un principio cambiamos solo el volumen y la presion, dejando constante la temperatura.

El gas, pasaria de las condiciones iniciales P0, V0 y T0 a las finales P1, V’ y T0. Ahora cambiariamos unicamente el volumen y la temperatura, de forma que el gas pasaria de estar P1, V’ y T0 a P1, V1 y T1. En el primer cambio, como no cambia la temperatura, se cumple la ley de Boyle-Mariotte, es decir, el producto de la presion y el volumen es constante: P0 x V0 = P1 x V’. En el segundo caso se cumple la ley de Charles y Gay-Lussac, el cociente entre volumen y temperatura es constante: V’/T0 = V1/T1.

Como en las dos ecuaciones que obtengo aparece el termino V’, puedo despejarlo en

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la segunda y sustituirlo en la primera obteniendo la ecuacion: y agrupando segun el subindice quedara: que es la Ley de los gases: el producto de la presion y el volumen de un gas, dividido por la temperatura a la que se encuentra permanece siempre constante. Como en la ley de Charles y Gay-Lussac, la temperatura ha de estar expresada en Kelvin. Ejemplo 1 Los neumaticos de un coche deben estar, a 20 ? C, a una presion de 1’8 atm. Con el movimiento, se calientan hasta 50 ? C, pasando su volumen de 50 a 50’5 litros. Cual sera la presion del neumatico tras la marcha? En primer lugar debemos expresar las temperaturas en Kelvin, es decir debemos sumar 273 a cada una de ellas. Asi la temperatura inicial T0 sera 20 + 273 = 293 K y la final, T1, valdra 273 + 50 = 323 K, como el volumen inicial es de V0 = 50 litros y el final de V1 = 50’5 litros y la presion inicial P0 = 1’8 atm, aplicando la ley de los gases obtendremos: realizando las operaciones del primer miembro de la ecuacion quedara. Como 323 esta dividiendo, pasara multiplicando y 50’5 que multiplica, pasara dividiendo:, con lo que la presion final sera de 1’965 atm.

Ejemplo 2 Cierto gas ocupa un volumen de 5 l a  20 ? C y una presion de760 mmHg. Si se comprime hasta 2500 cc a 1’2 atm, ? cuanto valdra su temperatura? Debemos, en primer lugar, expresar la temperatura en Kelvin, por lo que anadimos 273 a 20 ? C quedando 293 K. Las presiones deben expresarse en la misma unidad, asi que como P0 = 760 mmHg, expresaremos P1 en mmHg, para lo que multiplicamos por 760 (760 mmHg es lo mismo que 1 atm), quedando P1 = 912 mmHg. Otro tanto ocurre con los volumenes, como V0 = 5 l, tenemos que poner V1 en litros tambien. 500 cc equivalen a 2’5 dm3 (al ser cubico, debemos dividir entre mil), que son 2’5 l. Aplicando ahora la ecuacion de los gases:. Realizando las operaciones quedara [pic]. Como T1 esta dividiendo, pasara multiplicando al primer miembro de la ecuacion 12’969xT1=2280, y pasando el numero que multiplica a la temperatura dividiendo nos quedara que esta es de 175’80 K o -97’20 ? C. EQUIVALENCIA ENTRE UNIDADES Longitud   Superficie   Volumen   Masa   Densidad   Presion   Potencia   Energia   Energia especifica   Capacidad calorifica 1. LONGITUD Unidad |cm |m (SI) |km |pulg. pie |yarda |milla | |1 cm |1 |0,01 |0,00001 |0,393701 |0,0328083 |0,0109361 |6,21371 E-6 | |1 m (SI) |100 |1 |0,001 |39,3701 |3,28084 |1,09361 |6,21371 E-4 | |1 km |1,0 E+5 |1000 |1 |3,93701 E+4 |3280,4 |1093,6 |0,621371 | |1 pulg. |2,54 |0,0254 |2,54 E-5 |1 |0,08333 |0,027778 |1,57828 E-5 | |1 pie |30,48 |0,3048 |3,048 E-4 |12 |1 |0,333333 |1,8939 E-4 | |1 yarda |91,44 |0,9144 |9,144 E-4 |36 |3 |1 |5,6818 E-4 | |1 milla |1,60934 E+5 |1609,34 |1,60934 |6,336 E+4 |5280 |1760 |1 | |[pic]Pagina principal 2. SUPERFICIE Unidad |cm2 |m2 (SI) |km2 |pulg. |pie2 |yarda2 |milla2 | |1 cm2 |1 |1,0 E-4 |1,0 E-10 |0,1550 |1,0764 E-3 |1,1960 E-4 |3,8611 E-11 | |1 m2 (SI) |1,0 E+4 |1 |1,0 E-6 |1550,0 |10,7639 |1,19598 |3,8611 E-7 | |1 km2 |1,0 E+10 |1,0 E+6 |1 |1,5500 E+09 |1,07610 E+7 |1,1960 E+6 |0,38611 | |1 pulg. 2 |6,4516 |6,4516 E-4 |6,4616 E-10 |1 |6,9444 E-3 |7,7161 E-4 |2,4910 E-10 | |1 pie2 |929,03 |0,092903 |9,2903 E-8 |144 |1 |0,11111 |3,5868 E-8 | |1 yarda2 |8,3613 E+3 |0,83613 |8,3613 E-7 |1296 |9 |1 |3,2283 E-7 | |1 milla2 |2,5900 E+10 |2,5900 E+6 |2,58998 |4,0145 E+9 |2,7878 E+7 |3,0976 E+6 |1 | |[pic]Pagina principal 3. VOLUMEN Unidad |cm3 |litro |m3 (SI) |pulg. |pie3 |galon | |1 cm3 |1 |0,001 |1,0 E-6 |6,1024 E-2 |3,5315 E-5 |2,6417 E-4 | |1 litro |1000 |1 |0,001 |61,024 |3,5315 E-2 |0,26417 | |1 m3 (SI) |1,0 E+6 |1000 |1 |6102,4 |35,315 |264,17 | |1 pulg. 3 |16,3871 |1,6387 E-2 |1,6387 E-5 |1 |5,7870 E-4 |4,3290 E-3 | |1 pie3 |2,8317 E+4 |28,3168 |2,8317 E-2 |1728 |1 |7,4805 | |1 galon |3785,4 |3,7854 |3,7854 E-3 |231,00 |0,13368 |1 | |[pic]Pagina principal 4. MASA Unidad |g |kg (SI) |ton. metr. |onza |lb |ton. corta | |  |  |  |  |  |  |  | |1 gramo |1 |0,001 |1,0 E-6 |3,5274 E-2 |2,2046 E-3 |1,1023 E-6 | |1 kilogramo |1000 |1 |0,001 |35,274 |2,2046 |1,1023 E-3 | |1 ton. etr. |1,0 E+6 |1000 |1 |3,5274 E+4 |2204,6 |1,1023 | |1 onza |28,349 |2,8349 E-2 |2,8349 E-5 |1 |0,06250 |3,1250 E-5 | |1 libra |453,59 |0,45359 |4,5359 E-4 |16 |1 |5,0000 E-4 | |1 ton corta |9,0718 E+5 |907,18 |0,90718 |3,2000 E+4 |2000 |1 | |[pic]Pagina principal 5. DENSIDAD Unidad |g/cm3 |g/l |kg/m3 (SI) |lb/pie3 |lb/galon | |1 g/cm3 |1 |1000 |1000 |62,4280 |8,34540 | |1 g/l |0,001 |1 |1,000 |6,2428 E-2 |8,3454 E-3 | |1 kg/m3 (SI) |0,001 |1,000 |1 |6,2428 E-2 |8,3454 E-3 | |1 lb/pie3 |1,6018 E-2 |16,0185 |16,0185 |1 |0,13368 | |1 lb/galon |0,119826 |119,826 |119,826 |7,48052 |1 | |[pic]Pagina principal . PRESION Unidad |atm. |bar |kgf/cm2 |lbf/pulg. 2 |mmHg |pascal (SI) |pulg. H2O | |1 atmosfera |1 |1,01325 |1,03323 |14,696 |760 |1,01325 E+5 |406,782 | |1 bar |0,986923 |1 |1,01972 |14,5038 |750,064 |1,0 E+5 |401,463 | |1 kgf/cm2 |0,967841 |0. 980665 |1 |14,2233 |735,561 |9,80665 E+4 |393,701 | |1 lbf/pulg. 2 |6,8046 E-2 |6,8948 E-2 |7,0307E-2 |1 |51,7151 |6894,76 |27,6799 | |1 mmHg |1,3158 E-3 |1,3332 E-3 |1,3595 E-3 |1,9337 E-2 |1 |133,322 |0,535239 | |1 pascal (SI) |9,8692 E-6 |1,0 E-5 |1,0197 E-5 |1,4504 E-4 |7,5006 E-3 |1 |4,0146 E-3 | |1 pulg.

H2O |2,4583 E-3 |2,4909 E-3 |2,5400 E-3 |3,6127 E-2 |1,86833 |249,089 |1 | |[pic]Pagina principal 8. POTENCIA Unidad |BTU/hr |hp |kcal/hr |kW |pie-lbf/s |W (SI) | |1 BTU/hr |1 |3,93015 E-4 |0,252164 |2,93071 E-4 |0,216158 |0,293071 | |1 hp |2544,43 |1 |641,616 |0,745700 |550,0 |745,700 | |1 kcal/hr |3,96567 |1,55857 E-3 |1 |1,16222 E-3 |0,857211 |1,16222 | |1 kilowatt |3412,14 |1,34102 |860,421 |1 |737,562 |1000 | |1 pie-lbf/s |4,62624 |1,81818 E-3 |1,16657 |1,3558 E-3 |1 |1,35582 | |1 watt (SI) |3,41214 |1,34102 E-3 |0,860421 |0,001 |0,737562 |1 | |[pic]Pagina principal 7. ENERGIA Unidad |BTU |cal |hp-hr |J (SI) |kW-hr |l-atm. pie-lbf | |1 BTU |1 |252,164 |3,93015 E-4 |1055,056 |2,9307 E-4 |10,4126 |778,169 | |1 caloria |3,96567 E-3 |1 |1,55856 E-6 |4,1840 |1,16222 E-6 |4,1293 E-2 |3,08596 | |1 hp-hr |2544,43 |6,4162 E+5 |1 |2,68452 E+6 |0,74570 |2,6494 E+4 |1,9800 E+6 | |1 joule (SI) |9,47817 E-4 |0,239006 |3,72506 E-7 |1 |2,77778 E-7 |9,8692 E-3 |0,737562 | |1 kW-hr |3412,14 |8,60421 E+5 |1,34102 |3,6 E+6 |1 |3,5529 E+4 |2,6552 E+6 | |1 litro-atm. |9,6038 E-2 |24,2173 |3,7744 E-5 |101,325 |2,8146 E-5 |1 |74,7335 | |1 pie-lbf |1,2851 E-3 |0,324048 |5,0505 E-7 |1,35582 |3,7662 E-7 |1,3381 E -2 |1 | |[pic]Pagina principal . ENERGIA ESPECIFICA Unidad |BTU/lb |cal/g |J/g |J/kg (SI) | |1 BTU/lb |1 |0,555927 |2,32600 |2326,00 | |1 cal/g |1,79880 |1 |4,184 |4184 | |1 J/g |0,429923 |0,239006 |1 |1000 | |1 J/kg (SI) |4,29923 E-4 |2,39006 E-4 |0,001 |1 | |[pic]Pagina principal 10. CAPACIDAD CALORIFICA Y ENTROPIA ESPECIFICA Unidad |BTU/lb ? F |cal/g ? C |J/g K |J/kg K (SI) | |1 BTU/lb? F |1 |1,00067 |4,18680 |4186,80 | |1 cal/g ? C |0,999330 |1 |4,184 |4184 | |1 J/g K |0,238846 |0,239006 |1 |1000 | |1 J/kg K (SI) |2,38846 E-4 |2,39006 E-4 |0,001 |1 | |[pic]