Secundaria Problema de submarinista.

[eduardo2384]

Saludos amigos. Tengo un problema de termodinámica el cual hay términos que no los entiendo y quisiera que me los aclaren para solucionar el problema. Dice así:

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Un submarinista emplea el tiempo de 10 minutos en inspeccionar los deterioros de la parte sumergida de un barco. En este tiempo, la presión en el balón de acualong, que inicialmente era de 150 atm, desciende 20%. Después, el submarinista empieza a hacer reparaciones y el gasto de aire aumenta vez y media ¿Al cabo de cuanto tiempo T de haber sumergido tiene que terminar su trabajo dicho submarinista si la presión no debe descender a menos de 30 atm?


Respuesta: 30 minutos

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Mis inquietudes son

1. ¿porque la presión en el acualong desciende?
2. ¿a que se refiere con gasto de aire? Me parece que tiene que ver con la variación del volumen de oxigeno en el acualong pero no estoy seguro
3. ¿Es posible aplicar la ley de Boyle a éste problema? Si es así ¿como la aplico?

Gracias!

[ageoo]

Re: Problema de submarinista.

...que tal compañero.....bueno para tu primer pregunta, lo que sucede es que la presion desciende porque hay un consumo de aire por parte del submarinista el cual es sustraido y ya no regresa al balon, la masa de aire disminuye y la presion igual. segun la ecuacion PV=mRT

para la segunda, es casi lo mismo que la primera, gastó, porque el aire es consumido por el submarinista y este ya no regresa al balon por lo tanto tiende a disminuir la presion porque la masa ya no es la misma dentro del balon.

y para la tercera, no se puede aplicar la ley de boyle, ya que la ley de boyle es PV=cte y eso no es cierto, porque el volumen es constante del balon, pero la presion no. en ultimo caso la ecuacion que se debe aplicar es PV=mRT la ecuacion del gas ideal, ya que todo kedaria en funcion de la masa porq es esta la q varia al ser consumido el aire por parte del submarinista.

y por ultimo, estuve analizando la resolucion del problema y no veo donde utilizar ecuacion alguna de termodinamica, es decir gaste 10 minutos por consumir 20%, si solo debe llegar a 30 atm que equivale a gastar un 80% , solo quedan por gastarse un 60%, bueno, pero apartir de ese momento dice que el submarinista va a gastar una vez y media, lo que quiere decir que una ves son 20% y la mitad 10% por lo tanto equivale a gastar un 30% en 10 min. pero solo se puede consumir 60%, si se dividen los 60% entre los 30% equivale a 20 minutos, mas 10 del comienzo, el tiempo total equivale a 30 min.

espero que haya aclarado tus dudas compañero........

[arivasm]

Re: Problema de submarinista.

Lo que dice ageoo es correcto, y el resultado es de 30 min. Por aclarar un poco el final, la clave está en que como el volumen del recipiente es fijo y la temperatura también, por la ley de los gases ideales la presión es proporcional al número de moléculas, $p = n (R T / V)= {\rm cte} \cdot n$ Por tanto, podemos trabajar con el ritmo de consumo de moléculas, que es lo que realmente hace el submarinista, directamente a través del descenso de la presión. Es decir, como $n/n_0 = p/p_0$ las fracciones de la presión respecto de la inicial serán las mismas que para el número de moles.

En definitiva, en los primeros 10 minutos habrá consumido gas a un ritmo proporcional a 0,2·150 atm/10 min = 3 atm/min. Como después su ritmo de consumo aumenta a una vez y media, la disminución de la presión también cambiará en la misma proporción, es decir, a 4,5 atm/min. Calcula simplemente cuánto tiempo transcurrirá para que, a ese ritmo, la presión pase de 150 atm·0,8 = 120 atm hasta las 30 atm y súmale los 10 min previos.