fisica de gases

[silvernight]

hola, si alguno puede aydarme a acer este ejercicio que llevo bastante tiempo intentando acerlo y no ai manera se lo agradeceria.
el ejercicio es de primero de fisica pero tiene un buen componente de quimica.

"Los globos ascienden por contener en su interior un gas menos denso que el
aire en que están inmersos.
a) Deduzca una expresión para calcular el volumen de gas necesario para
elevar M kg de masa en función del peso molecular del gas y de su temperatura.
b) Evalúe dicho volumen para M = 1 kg suponiendo que el gas es hidrógeno.
c) Repita el cálculo anterior pero suponiendo que el gas es aire caliente a
100oC.
En todos los casos considere que los gases se comportan idealmente, que
el aire puede ser descrito como un gas con peso molecular promedio entre
oxígeno (20 %) y nitrógeno (80 %) y que la presión y temperatura ambientales
son 1 atm y 25oC."

gracias y un saludo
silvernight

[[Beto]]

Re: fisica de gases

Hola, acá lo que tienes que tomar en cuenta es que para el globo pueda elevarse la fuerza de empuje que le ejerce el aire tiene que ser mayor que el peso del globo, es decir:

$$\mbox{Peso}<\mbox{Empuje}$$

Ahora solamente ten presente que el empuje viene dado por:

$$E=\rho_{\mbox{aire}} g V_{\mbox{globo}}$$

Además si consideras que el gas que hay en el interior del globo es ideal se cumple que:

$$PV=nRT$$

Donde $n=\dfrac{M}{\overline M}$ (masa entre masa molar), es el número de moles.

Espero que con eso ya puedas terminar el ejercicio.

[silvernight]

Re: fisica de gases

En primer lugar muchas gracias por responder

Entonces la resolución sería así: (perdón por no utilizar el programa ese para la notación matemática, es que no sé )

Sabiendo:

entonces:

V=(M*R*T)/(Mm*P)

Peso=M*g

M*g<paire*g*Vglobo
M<paire*Vglobo
M<paire*(M*R*T)/(Mm*P) ¿¿se tachan las masas??
0<(paireR*T)/(Mm*P)

Perdon por la ignorancia, me estoy liando un poco...

[[Beto]]

Re: fisica de gases

Hola, vas bien pero no estas considerando la masa del gas que esta en el globo, recuerda que el peso al que me refiero es "el peso de la masa que quieres levantar ($M$)" mas "el peso de la masa de gas en el globo ($m$)", entonces más fórmula iría mas o menos así:

$$(m+M)g<\rho_{\mbox{aire}}gV$$

Entonces con las consideraciones que te mencioné que hagas tienes debes de llegar a que:

$$m=\frac{PV\overline M}{RT}$$

Luego remplaza (b) en (a) y despeja $V$



Para que puedas escribir ecuaciones lee la sección de normas y consejos para el uso del foro .

[silvernight]

Re: fisica de gases

Gracias de nuevo

A ver si ahora lo consigo:

$PV=nRT$

sabemos:

$n=\frac{m_{gas}}{m_{molar}}$

por lo tanto:

$PV=\frac{m_{gas}}{m_{molar}}RT$ ====> $m_{gas}=\frac{PVm_{molar}}{RT}$

Por otro lado:

$Peso < Empuje$

$(m_{gas}+M)g < p_{aire}gV$.

sustituyendo y tachando las "g":

$\frac{PVm_{molar}}{RT}+M < p_{aire}V$

Ahora despejamos V:

$V > \frac{M}{p_{aire}-\frac{Pm_{molar}}{RT}}$


Por lo tanto el apartado (b), suponiendo una M=1kg y que el gas es hidrogeno $(H_{2})$ con una $m_{molar}=2$ a la temperatura de 298ºK y presión de 1 atm.

$V > \frac{M}{p_{aire}-\frac{Pm_{molar}}{RT}}$

$V > \frac{1}{1-\frac{1x2}{0.082x298}}$

$V > 1.089 l.$

y de la misma forma con el apartado (c).

Espero que este bien.
muchas gracias y un saludo (una pena que no pueda dar puntos de agradecimiento de esos porque me he registrado hoy )

PD: como cuesta el lenguaje LaTeX este, jeje.

[[Beto]]

Re: fisica de gases

Si creo que está bien, para ello revisa las unidades, recuerda que todas deben de estar en el S.I.