Examen de prova de les lleis dels gasos.

1.Enuncia la llei de Charles i justifica-la des del punt de vista de la teoria cinètica.

La llei de Charles diu que per a una certa quantitat de gas a una pressió constant, en augmentar la temperatura, el volum del gas augmenta i en disminuir la temperatura, el volum del gas disminueix.

Des del punt de vista de la teoria cinètica podem dir que la pressió és constant, aleshores, el nombre de xocs de les partícules contra les parets també és constant. Per a què això ocórrega, si augmentem el volum que ocupa el gas, les partícules hauran d'anar més ràpides i si tornem a ficar el volum inicial les partícules aniran més lentes.

2.La següent gràfica és el resultat d'un experiment que s'ha fet amb un gas. A partir del que es veu en la gràfica contesta les preguntes següents:

a)Quina llei dels gasos s'ha intentat comprovar en l'experiment? Com ho saps.

S'ha intentat comprovar la llei de Boyle, perquè aquesta llei diu que el volum és inversament proporcional a la pressió (en la imatge podem veure la “V” i la “P”) i perquè per açò mateix la gràfica està representada amb una línia corba.

b)Si suposes que l'experiment s'ajusta completament a la llei que s'intentava comprovar, cosa que mai passa perquè sempre hi ha errors, completa la taula següent de dades:

P (atm)	25	5	2,5	1,6	1,25	1	0,8
V (l)	1	5	10	15	20	25	30

c)En aquest experiment la pressió i el volum són magnituds directament proporcionals o inversament proporcionals? Justifica la teua resposta.

Són inversament proporcionals, perquè quan el volum augmenta, la pressió disminueix, i quan el volum disminueix, la pressió augmenta. També que si una magnitud es multiplica per un número,l'altra es divideix pel mateix número.

3.Es fa un experiment a temperatura constant de manera que un gas ocupa un volum de 11,3 l quan la pressió que exerceix sobre la parets del recipient és de 40 mm Hg. Sense fer cap càlcul indica raonadament si el volum que ocuparà el gas serà major o menor quan la pressió és de 80 mm Hg. Raona la resposta.

El volum que ocuparà el gas serà menor perquè com diu que la temperatura (T) és constant i parla de volum (V) i pressió (P) es refereix a la llei de Boyle.
També ho he sabut perquè com la pressió augmenta, el volum disminueix.
Si una és el doble l'altra serà la meitat perquè són magnituds inversament proporcionals.

4.En el laboratori s'ha fet un experiment per comprovar una de les tres lleis dels gasos: la llei de Boyle, la llei de Charles o la llei de Gay-Lussac. Si només tens la gràfica que s'ha obtingut amb les dades de l'experiment, sense tindre les magnituds representades, a quina o quines de les tres lleis podria correspondre la gràfica següent? Raona la resposta.

Podria correspondre a la llei de Charles o a la llei de Gay-Lussac perquè en aquestes lleis les magnituds que varien són directament proporcionals,i és per això que quan es fa un experiment amb aquestes lleis, la gràfica està representada amb una línia recta.

5.Es fa en el laboratori un experiment a volum constant i es mesura com varia la pressió que exerceix un gas sobre les parets del recipient respecte a la temperatura del gas. Es fa una primera mesura i s'obtenen uns valors determinats de la pressió i la temperatura. Si es torna a fer una nova mesura i s'obté que la temperatura, mesurada en K, és el doble de la que era al principi, indica raonadament que pots dir de la pressió respecte a la que es tenia inicialment.

Com l'exercici diu que el volum és constant i estem parlant de la relació entre la pressió i la temperatura, ja sabem què està parlant de la llei de Gay-Lussac. Per a saber quina és la pressió respecte a la que hi havia al principi, podem utilitzar aquesta fórmula:

Aquesta llei vol dir que, si tenim un gas que es troba a P1 i a una temperatura T1 al començament de l'experiment i després variem la temperatura fins a un nou valor T2 , aleshores la pressió canviarà a P2 , i es complirà que la pressió és directament proporcional a la temperatura.

En el cas d'aquest experiment, la temperatura es multiplica per 2, aleshores la pressió també es multiplicarà per 2.

6.Un estudiant estava intentant demostrar si es complia la llei de

Gay-Lussac en el laboratori i ha fet més d'un experiment amb gasos. Per mala sort totes les dades que tenia s'han mesclat i ha construït una taula de dades de manera que creu que totes aquestes dades corresponen a unexperiment. Corresponen totes aquestes dades a un únic experiment o són de més d'un experiment? En cas de ser més d'un experiment, de quants experiments ha mesclat dades? Raona les respostes.

Aquestes dades corresponen a més d'un experiment. Quan en la taula fica que la pressió és de 1,1 de 1,2 de 1,3 de 1,4 i de 2 atm, segurament seran dades de l'experiment de la llei de Gay-Lussac, perquè van augmentant de pressió i de temperatura proporcionalment, però quan fica 1,25 , 1,5 , i 1,75 ja són d'un altre experiment, perquè trenquen aquest augment directament proporcional.

7.Es fa un experiment en el laboratori en un recipient tancat, de manera que aquest recipient no pot expandir-se ni es pot contraure. En un moment determinat es mesura la pressió del gas i és de 0,85 atm a una temperatura de 125 ºC. Després es torna a mesurar la pressió i es de 800 mm Hg. Si es vol determinar la temperatura del gas per a aquesta última pressió, contesta les preguntes següents:

a)Quina llei dels gasos s'ha d'utilitzar per calcular la temperatura demanada?Justifica com ho saps a partir del que diu l'enunciat.

S'ha d'utilitzar la llei de Gay-Lussac, perquè parla de la relació entre temperatura i pressió, i a més a dit que el volum del recipient no canvia (volum constant).

b)Hi ha que fer canvis d'unitats abans de poder aplicar la llei dels gasos adient per resoldre l'exercici? En cas d'haver-se de fer canvis d'unitats indica la raó.

Abans de poder aplicar la llei dels gasos per resoldre l'exercici si, s'ha de fer canvis d'unitats, perquè per a poder operar les magnituds han d'estar a la mateixa unitat i en el cas de la pressió una dada està en atm i l'altra en mmHg.

Com estem parlant de la llei de Gay-Lussac, la temperatura ha d'estar en kelvin (K).

c)Abans de resoldre l'exercici numèricament raona si la temperatura demanada serà major o menor de 125ºC.

Serà major perquè com la pressió augmenta, la temperatura també (augmenten directament proporcionals totes les dades).

d)Calcula la temperatura quan la pressió és de 800 mm Hg.

El primer que he fet és passar 0,85 atm a mmHg amb factors de conversió i m'ha donat 646 mmHg, i passar 125 ºC a K, que són 398,15 K.

Després he utilitzat aquesta fórmula:

I he subtituït P1 per 645, T1 per 398,15 , P2 per 800 i he deixat T2, que és el que volem calcular.

Seguidament he ficat que 645 · T2 = 800 · 398,15 i després ja he calculat (T2= (800·398,15):646) i el resultat és 493,07 K.