La imagen muestra una fórmula física que relaciona la presión y temperatura de un gas ideal, que es una representación de la Ley de Gay-Lussac. La ley indica que, para una masa dada de gas a volumen constante, la presión ejercida por el gas es directamente proporcional a su temperatura en Kelvin. Esto se representa por la fórmula: \(\frac{P_1}{T_1} = \frac{P_2}{T_2}\) Según la información proporcionada en la imagen, la presión inicial del gas \(P_1\) es de 466 mm de Hg y la temperatura inicial \(T_1\) es de 49°C. Queremos averiguar la presión \(P_2\) cuando la temperatura \(T_2\) es de 225°C. Primero, debemos convertir las temperaturas de grados Celsius a Kelvin. La escala Kelvin se relaciona con la escala Celsius mediante la ecuación: \(T(K) = T(°C) + 273.15\) Así que: \(T_1 = 49°C + 273.15 = 322.15 K\) \(T_2 = 225°C + 273.15 = 498.15 K\) Ahora utilizaremos la Ley de Gay-Lussac para encontrar \(P_2\): \(\frac{466 \text{ mm Hg}}{322.15 \text{ K}} = \frac{P_2}{498.15 \text{ K}}\) Despejamos para \(P_2\): \(P_2 = \frac{466 \text{ mm Hg} \times 498.15 \text{ K}}{322.15 \text{ K}}\) Ahora multiplicamos \(466 \text{ mm Hg}\) por \(498.15 \text{ K}\) y dividimos el resultado por \(322.15 \text{ K}\) para obtener \(P_2\): \(P_2 = \frac{466 \text{ mm Hg} \times 498.15 \text{ K}}{322.15 \text{ K}} ≈ \frac{232222.9 \text{ mm Hg K}}{322.15 \text{ K}} ≈ 720.7 \text{ mm Hg}\) Por lo tanto, la presión \(P_2\) del gas después de calentarlo a 225°C, manteniendo el volumen constante, es aproximadamente 720.7 mm de Hg.
Para resolver esta pregunta, podemos utilizar la Ley de Charles, que establece que, a presión constante, el volumen de un gas es directamente proporcional a su temperatura en la escala Kelvin. La relación se puede expresar como: V1/T1 = V2/T2 Donde V1 es el volumen inicial, T1 es la temperatura inicial, V2 es el volumen final y T2 es la temperatura final. Primero debemos convertir la temperatura desde la escala Celsius a la escala Kelvin, haciendo uso de la relación: T(K) = T(°C) + 273.15 Convierte ambas temperaturas a Kelvin: T1 = 52°C + 273.15 = 325.15 K T2 = 15°C + 273.15 = 288.15 K Ahora podemos resolver para el volumen final V2 usando la Ley de Charles: V1/T1 = V2/T2 V2 = V1 * (T2/T1) Sustituyendo los valores que conocemos: V2 = 6.5 L * (288.15 K / 325.15 K) Calcula V2: V2 ≈ 6.5 L * 0.886 = 5.759 L Por lo tanto, el volumen que ocupará el gas a 15°C, manteniendo la presión constante, será aproximadamente 5.759 litros.
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