Colegio El Valle Sanchinarro

Dpto. Ciencias Asignatura: FyQ 3º ESO

Ficha de ejerciciosLey de Boyle-Mariotte

Revisado: 13/04/2023 Páginas: 1/4

A continuación mostramos ejercicios resueltos que pueden tomarse como modelos de resolución para problemas de gases referidos a la ley de Boyle-Mariotte. Pueden encontrarse más variantes, pero siempre podremos resolverlas si hemos resuelto una buena cantidad de ejercicios del mismo tipo que los modelos.

1. En una reacción química se obtienen 12L de oxígeno molecular a una presión de 1atm y a temperatura ambiente (20°C). Posteriormente este gas se comprime, manteniendo constante la temperatura, y como consecuencia observamos en el manómetro un aumento de la presión hasta 3 atm. ¿Qué volumen ocupara ahora el oxígeno?

1º) Identificación de las magnitudes que no varían y de las que varían para deducir la ley que rige el caso concreto

Así pues, según las magnitudes varíen deducimos que será la Ley de Boyle-Mariotte la que rija este caso, pues la masa y la T son constantes y varían p y V, con lo cual la expresión matemática ligada a esta ley es la dada en la tabla.

2º) Identificación de los datos y de lo que nos piden

3º) Sustitución de los datos en la ley, resolución y conclusiones

Conclusión y explicación según la TCM: Al aumentar la presión para una misma cantidad de partículas, es decir, de masa, y si se mantiene la temperatura, necesariamente debe reducirse el volumen.

m V p T ley teórica Ley matemática

k varía varía k Ley de Boyle-Mariotte

Estadosvariables 1 2p/mmHg p1=1 p2=3

V/L V1=12 ¿V2?

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2. Cierta cantidad de helio a -100°C ocupa 76,8cm3 a 772mmHg. a) ¿Cuál será la ley que rige el comportamiento del gas si se mantiene

fija esta T?b) Dar el valor de la constante en mmHg·L y en atm·L c) ¿Cuál será su volumen a 760mm Hg?

1º) Identificación de las magnitudes que no varían y de las que varían para deducir la ley que rige el caso concreto

Así pues, según las magnitudes varíen deducimos que será la Ley de Boyle-Mariotte la que rija este caso, pues la masa y la T son constantes y varían p y V, con lo cual la expresión matemática ligada a esta ley es la dada en la tabla.

2º) Identificación de los datos

3º) Sustitución de los datos en la ley, resolución y conclusiones2°b) En el apartado a no nos piden presión ni volumen, sino la ley concreta que rige el comportamiento del gas a la temperatura dada, por tanto observamos las expresiones generales conseguidas en la tabla y sustituimos los datos correspondientes:

Podemos obtener el valor de la constante en atm·L sustituyendo los datos de presión en atmósferas, o bien haciendo el cambio de unidades:

Sustituyendo los datos de en atm Realizando el cambio de unidades

2°c) En este apartado nos piden el valor de una variable de estado, por tanto relacionamos los valores de las variables de estado del estado 1 y del estado 2:

Conclusión y explicación según la TCM: Manteniendo la temperatura, si baja la presión, el volumen aumentará.

m V p T ley teórica Ley matemática

k varía varía k Ley de Boyle-Mariotte

Estadosvariables 1 2p/mmHg p1=772 p2=760

p/atm p1=1,016 p2=1V/L V1=76,8 ¿V2?

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3. La constante de la ley que sigue el comportamiento del sulfuro de hidrógeno (H2S) es 350cm3·atm a) ¿Qué variables de estado son variables control en este caso?b) ¿De qué tipo de ley se trata atendiendo a los científicos que trabajaron sobre

los gases?c) ¿Cuál será la expresión matemática concreta de la ley que sigue el HCl?d) Dar el valor de la constante en L/K. e) ¿Cuál será el volumen del HCl a -25°C?f) ¿Cuál será la T a la que se encuentra el cloruro de hidrógeno cuando su

volumen es 50 litros?Podemos seguir los pasos indicados e ir respondiendo a las preguntas o bien razonar y contestar a cada pregunta.

1º) Identificación de las magnitudes que no varían y de las que varían para deducir la ley que rige el caso concreto

En la tabla hemos respondido a las preguntas a) La masa y la T y b) Ley de Boyle y Mariotte.................................................................................................................................................................................................

Nos facilita la contestación del apartado c):

El apartado d) es un cambio de unidades:

2º) Identificación de los datosCuando nos dan el valor de la constante de la ley y un dato de una de las magnitudes que varía, solo podemos desarrollar la tabla de identificación de datos para un estado, al que daremos el número 2, pues podemos suponer que al menos se ha necesitado un estado para hallar el valor de la constante. En el apartado 3f hablamos de un estado 3 para evitar confusiones.

3e) 3f)

3º) Sustitución de los datos en la ley, resolución y conclusiones2°b) En el apartado a no nos piden T ni V, sino la ley concreta que rige el comportamiento del gas a la temperatura dada, es decir, el valor de la constante. Por tanto observamos las expresiones generales conseguidas en la tabla y sustituimos los datos correspondientes:

3e)

3f)

m V p T ley teórica Ley matemática

k varía varía k1ª Ley de Charles y

Gay-Lussac

variables estado 2T/K T2=248V/L ¿V2?

variables estado 3T/K ¿T2?V/L V2=50L

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EL ALUMNO PUEDE PRACTICAR CUANTO QUIERA SIN MÁS QUE CAMBIAR LOS DATOS DE LOS EJERCICIOS RESUELTOS

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