19 ejemplos de la teoría cinética de los gases
1. Un gas ideal en un recipiente cerrado tiene inicialmente una presión P y un volumen V. Si la presión del gas se incrementa a 4 veces su valor original y el volumen del gas permanece constante, la relación entre la energía cinética inicial y la energía cinética final del gas es...
Discusión
Es conocida :
Presión inicial (P1) = P
Presión final (P2) = 4P
Volumen inicial (V1) = v
Volumen final (V2) = v
Preguntó : Comparación de la energía cinética inicial y la energía cinética final (EK)1 : EK2)
Mandíbula :
La relación entre la presión (P), el volumen (V) y la energía cinética (EK) de un gas ideal :
Comparación de la energía cinética inicial y la energía cinética final. :
2. Determinar la energía cinética de traslación promedio de las moléculas de gas a una temperatura de 57 °C.oC!
Discusión
Es conocida :
Temperatura del gas (T) = 57oC + 273 = 330 Kelvin
Constante de Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 Joule/Kelvin
Preguntó : Energía cinética de traslación promedio
Mandíbula :
Relación entre energía cinética y temperatura del gas :
Energía cinética de traslación promedio :
3. Un gas a una temperatura de 27oEl gas C se encuentra en un recipiente cerrado. Para aumentar su energía cinética al doble de su energía cinética original, el gas debe calentarse a una temperatura de...
Discusión
Es conocida :
Temperatura inicial (T1) = 27oC + 273 = 300 K
Energía cinética inicial = EK
Energía cinética final = 4 EK
Preguntó : Temperatura final (T2)
Mandíbula :
La temperatura final del gas es de 600 K o 327oC.
4. Un gas ideal se encuentra en un espacio cerrado. El gas ideal se calienta hasta que la velocidad promedio de las partículas de gas aumenta a 3 veces la velocidad inicial. Si la temperatura inicial del gas es 27oC, entonces la temperatura final del gas ideal es...
Discusión
Es conocida :
Temperatura inicial = 27oC + 273 = 300 Kelvin
Velocidad inicial = v
Velocidad final = 2v
Preguntó Temperatura final del gas ideal
Mandíbula :
Velocidad media final = 2 x Velocidad media inicial
5. Tres moles de gas se encuentran en una habitación con un volumen de 36 litros. Cada molécula de gas tiene una energía cinética de 5 x 10-21 Joule. Constante universal de los gases = 8,315 J/mol·K y constante de Boltzmann = 1,38 x 10-23 J/K. ¡Calcula la presión del gas en la habitación!
Discusión
Es conocida :
Número de moles (n) = 3 moles
Volumen = 36 litros = 36 dm³3 = 36 x 10-3 m3
Constante de Boltzmann (k) = 1,38 x 10-23 J / K
Energía cinética (EK) = 5 x 10-21 Joule
Constante universal de los gases (R) = 8,315 J/mol·K
Preguntó : presión del gas (P)
Mandíbula :
Calcula la temperatura (T) utilizando la fórmula para la energía cinética de los gases y la temperatura:
Calcula la presión del gas utilizando la fórmula de la Ley de los Gases Ideales (en número de moles, n):
La presión del gas es 1,67 x 105 Pascal o 1,67 atmósferas.
6. En un recipiente cerrado, el volumen de gas se expande hasta 2 veces el volumen inicial (Vo = volumen inicial, Po = presión inicial) y la temperatura del gas aumenta a 4 veces la original. La presión del gas se convierte en...
APo
B. 2 Po
C. 4 Po
D. 6 Po
E. 8 Po
Discusión
Se sabe que:
Volumen inicial de gas (V1) = vo
Volumen final de gas (V2) = 2Vo
Temperatura inicial del gas (T1) = T
Temperatura final del gas (T2) = 4T
Presión inicial del gas (P1) = Po
Preguntó: Presión final del gas (P2)
Respuesta :
La respuesta correcta es B.
7. Una cierta cantidad de gas ideal experimenta un proceso isotérmico, de modo que la presión se duplica, y el volumen se convierte en...
A. 4 veces el original
B. 2 veces más
C. ½ veces el original
D. ¼ veces el original
E. todavía
Discusión
Isotérmico = temperatura constante
Se sabe que:
Volumen inicial de gas (V1) = v
Presión inicial del gas (P1) = P
Presión final del gas (P2) = 2P
Preguntó: Volumen final de gas (V2)
Respuesta :
P1 V1 = P2 V2
PV = (2P) V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½V
La respuesta correcta es C.
8. En un recipiente cerrado, el volumen de gas se expande hasta 2 veces el volumen inicial (Vo = volumen inicial, Po = presión inicial) y la temperatura del gas aumenta a 4 veces la original. La presión del gas se convierte en...
APo
B. 2 Po
C. 4 Po
D. 6 Po
E. 8 Po
Discusión
Es conocida :
Volumen inicial de gas (V1) = vo
Volumen final de gas (V2) = 2Vo
Temperatura inicial del gas (T1) = T
Temperatura final del gas (T2) = 4T
Presión inicial del gas (P1) = Po
Preguntó : Presión final del gas (P2)
Mandíbula :
La respuesta correcta es B.
9. Una cierta cantidad de gas ideal experimenta un proceso isotérmico, de modo que la presión se duplica, y el volumen se convierte en...
A. 4 veces el original
B. 2 veces más
C. ½ veces el original
D. ¼ veces el original
E. todavía
Discusión
Isotérmico = temperatura constante
Es conocida :
Volumen inicial de gas (V1) = v
Presión inicial del gas (P1) = P
Presión final del gas (P2) = 2P
Preguntó : Volumen final de gas (V2)
Mandíbula :
P1 V1 = P2 V2
PV = (2P) V2
V = (2) V2
V2 = V / 2
V2 = ½V
La respuesta correcta es C.
10. La presión ideal de un gas en un espacio cerrado contra la pared del tubo se formula como:
P = 2N/3V EK
P = presión (Pa)
N = número de moléculas (partículas) de gas
V = volumen de gas
EK = energía cinética promedio de las moléculas (J).
La afirmación correcta con respecto a la formulación anterior es…
A. La presión de un gas contra la pared depende del número de moléculas por unidad de volumen.
B. La energía cinética de un gas no depende de la presión ejercida por las moléculas sobre las paredes.
C. El volumen de gas en el cilindro no cambia si cambia la presión del gas.
D. El número de moléculas de gas disminuye, por lo que la energía cinética de las moléculas aumentará.
E. El volumen del gas aumenta, por lo que el número de moléculas de gas aumenta.
Discusión
La cámara está cerrada de manera que, aunque la presión del gas cambie, el volumen de gas en el tubo no cambia.
La respuesta correcta es C.
11. La presión de un gas ideal en un espacio cerrado contra las paredes del tubo se formula como P = (2N / 3V) EK. P = presión (Pa), N = número de moléculas (partículas) de gas y EK es la energía cinética promedio de las moléculas (J). Basándonos en esta ecuación, la afirmación correcta es...
A. La presión de un gas contra la pared depende de la energía cinética promedio de las moléculas.
B. La energía cinética de un gas depende de la presión ejercida por las moléculas sobre las paredes.
C. La temperatura del gas en el tubo cambiará si cambia la presión del gas.
D. Si disminuye el número de moléculas de gas, disminuirá el volumen de la energía cinética de las moléculas.
E. Si el volumen del gas aumenta, la presión del gas disminuirá.
Discusión
Se sabe que:
Fórmula de presión: P = (2N / 3V) EK
P = presión
N = número de moléculas de partículas de gas
V = volumen de gas
EK = energía cinética promedio
P es directamente proporcional a N y EK.
P es inversamente proporcional a V.
N es directamente proporcional al volumen
N es inversamente proporcional a EK
Preguntó: Declaración correcta
Respuesta :
A es incorrecto porque, según la fórmula anterior, la presión del gas (P) depende de la energía cinética, no de la energía cinética promedio.
La opción B es incorrecta porque la presión depende de la energía cinética del gas, y no al revés.
La opción C es incorrecta porque, según la fórmula anterior, la temperatura no depende de la presión.
D es incorrecto porque N es inversamente proporcional a EK, lo que significa que si N es grande, entonces EK es grande.
La opción E es correcta porque la presión (P) es inversamente proporcional al volumen (V).
La respuesta correcta es E.
12. Si un gas ideal en un recipiente se comprime (presuriza), el gas experimentará…
A. Disminución de la velocidad de las partículas
B. Disminución de la temperatura
C. Aumento de temperatura
D. Adición de partículas de gas
E. Reducción de partículas de gas
Discusión
Ley de los gases ideales (en moles) :
PV = nRT
Ley de los gases ideales (en número de moléculas) :
PV = NkT
La relación entre la energía cinética y la temperatura del gas :
EK = 3/2 kT
Informacion:
P = presión, V = volumen, T = temperatura, n = número de moles, N = número de moléculas, R = constante universal de los gases, k = constante de Boltzmann
A partir de las tres fórmulas anteriores, se extraen las siguientes conclusiones:
– Si el gas se comprime, el volumen (V) del gas disminuye.
– Si el volumen (V) del gas disminuye, la presión (P) del gas aumenta y la temperatura (T) del gas aumenta.
– La habitación está cerrada (V es constante), por lo tanto, el número de moles de gas (n) y el número de partículas de gas (N) no cambian.
Si la temperatura (T) del gas aumenta, la energía cinética (EK) del gas aumenta. Si la energía cinética del gas aumenta, la velocidad de movimiento de las partículas de gas aumenta (EK = ½ mv).2, v = velocidad).
La respuesta correcta es C.
13. Una cantidad de gas ideal en un tubo cerrado se calienta isocóricamente de manera que su temperatura aumenta hasta cuatro veces su temperatura original. La energía cinética promedio de las moléculas del gas ideal es…
A. ¼ veces el original
B. ½ veces el original
C. Igual que antes
D. 2 veces más
E. 4 veces original
Discusión
Isocórico = volumen constante
La relación entre la energía cinética promedio (EK) y la temperatura (T) de un gas se expresa mediante la siguiente ecuación:
EK = 3/2 kT
Descripción: EK = energía cinética, T = temperatura, 3/2 = constante, k = constante de Boltzmann.
Según esta fórmula, la energía cinética es directamente proporcional a la temperatura. Por lo tanto, cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la energía cinética. Si la temperatura se cuadruplica, la energía cinética también se cuadruplicará.
La respuesta correcta es E.
14. Un gas ideal con presión P y volumen V se encuentra en un espacio cerrado. Si la presión del gas en dicho espacio se reduce a 1/4 de su valor original a volumen constante, entonces la relación entre la energía cinética antes y después de la reducción de presión es…
A. 1 : 4
B. 1 : 2
C. 2 : 1
D. 4 : 1
E. 5 : 1
Discusión
Se sabe que :
Volumen inicial = V
Volumen final = V
Presión inicial del gas = P
Presión final del gas = ¼ P
Preguntó : comparación de la energía cinética inicial y la energía cinética final (EK)1 : EK2)
Respuesta :
La relación entre la presión (P), el volumen (V) y la energía cinética (EK) de un gas:
Comparación de la energía cinética inicial y la energía cinética final:
La respuesta correcta es D.
15. La temperatura de un gas ideal en un tubo se formula como EK = 3/2 kT, donde T representa la temperatura absoluta y EK = la energía cinética promedio de las moléculas del gas. Basándonos en la ecuación anterior…
A. Cuanto mayor sea la temperatura del gas, menor será su energía cinética.
B. Cuanto mayor sea la temperatura del gas, más lentamente se moverán las partículas de gas.
C. Cuanto mayor sea la temperatura del gas, más rápido se moverán las partículas de gas.
D. La temperatura del gas es inversamente proporcional a la energía cinética del gas.
E. La temperatura del gas no afecta el movimiento de las partículas de gas.
Discusión
Según la fórmula anterior, la temperatura es directamente proporcional a la energía cinética. A mayor temperatura, mayor energía cinética. La energía cinética es proporcional a la velocidad de las partículas de gas (EK = ½ mv).2donde EK = energía cinética, v = velocidad). Cuanto mayor sea la energía cinética, más rápido se moverán las partículas de gas.
La respuesta correcta es C.
7. Factores que influyen en la energía cinética de un gas en un espacio cerrado:
(1) presión
(2) volumen
(3) temperatura
(4) tipos de sustancias
La afirmación correcta es…
A. (1) y (2)
B. (1) y (3)
C. (1) y (4)
D. (2) solamente
E. (3) solamente
Discusión
El espacio está cerrado, por lo que el volumen de gas es constante y el volumen de gas no afecta a la energía cinética.
La respuesta correcta es B.
16. ¡ Presta atención a la siguiente afirmación!
(1) El número de partículas de gas aumenta
(2) El número de moles se reduce
(3) La temperatura aumenta
(4) El volumen aumentó
Los factores que pueden aumentar la presión del gas en un espacio cerrado se indican mediante el número…
Discusión
La ecuación para la presión de un gas en un espacio cerrado:
Información:
P = presión, N = número de moléculas de gas, m = masa, v = velocidad media de las moléculas, V = volumen del recipiente, n = número de moles.
Basándonos en la ecuación anterior,
Si aumenta el número de partículas de gas (N), aumenta la presión del gas (P).
Si se reduce el número de moles (n), entonces se reduce la presión del gas (P).
Si la temperatura (T) aumenta, entonces la presión del gas (P) aumenta.
Si el volumen (V) aumenta, la presión del gas (P) disminuye.
Por lo tanto, los factores que pueden aumentar la presión del gas en un espacio cerrado son el 1 y el 3.
17. El gas argón se encuentra en una habitación cerrada cuando la temperatura cambia al doble de la original, entonces la velocidad de movimiento de las partículas de gas argón cambia a... veces la original.
Discusión
Es sabido:
Temperatura inicial = T
Temperatura final = 2T
Velocidad inicial = v
Preguntó: Velocidad final = ….v
Respuesta:
La fórmula que describe la relación entre la velocidad, la energía cinética promedio y la temperatura del gas:
Información:
v = velocidad, k = constante de Boltzmann, T = temperatura, m = masa
Velocidad inicial:
Supongamos que k = 1, T = 1 y m = 1.
Si la temperatura final es igual a 2, entonces la velocidad final es:
Velocidad final = √2 veces la original.
18. Una cantidad de gas ideal monoatómico tiene inicialmente una presión de 120 kPa. Luego, el gas se calienta a presión constante de modo que se expande. Suponga que la constante universal de los gases se expresa como R J·mol-1.K-1Si durante el proceso la temperatura del gas aumenta a 38,4/R Kelvin y el trabajo realizado por el gas para expandirse es de 8,4 J, entonces el volumen inicial del gas por kmol es…
A. 210 cc
B. 225 cc
C. 235 cc
D. 240 cc
E. 250 cc
Discusión
Es sabido:
Presión (P) = 120 kPa = 120 000 Pascales
Constante universal de los gases = R
Temperatura (T) = 38,4/R
Trabajo (W) por kilomol = 8,4 julios
Preguntó: Volumen inicial (V1) por kilomol
Respuesta:
Calcula el volumen final (V2):
PV2 = n RT
120.000 (V2) = R (38,4/R)
120.000 (V2) = 38,4
V2 = 38,4 /120.000
V 2 = 0,00032
V2 = 0,32 x 10-3 m3/kmol
V2 = 0,32 x 10-3 x 106 cm3/kmol
V2 = 0,32 x 103 cm3/kmol
V2 = 320 cm3/kmol
V2 = 320 cc/kmol
Calcula el volumen inicial (V1):
W = P (V 2 – V 1 )
8,4 = 120 x 103 (0,32 x 10-3 - V1)
8,4 = 120 x 103 x 0,32 x 10-3 – (120 x 103 V1)
8,4 = 120 x 0,32 – (120 x 103 V1)
8,4 = 38,4 – (120 x 103 V1)
(120 x 103 V1) = 38,4 – 8,4
(120 x 103 V1) = 30
V1 = 30 / (120 x 103)
V1 = 0,25 x 10-3 m3
V1 = 0,25 x 10-3 x 106 cm3
V1 = 0,25 x 103 cm3
V1 = 250 cm3
V1 = 250 cc
La respuesta correcta es E.
19. El gas argón puede considerarse un gas ideal. El gas inicialmente tiene energía interna E1 y temperatura T1. El gas experimenta un proceso realizando un trabajo W, liberando una energía Q y el estado final de energía interna es E.f y temperatura TfLa magnitud del cambio de energía se muestra en la imagen superior. ¿Cuál es la conclusión de este proceso?
A. El gas experimenta un proceso isobárico y T.f <Ti
B. El gas experimenta un proceso adiabático y Tf <Ti
C. El gas experimenta un proceso isocórico y T.f <Ti
D. El gas experimenta un proceso isotérmico y Tf = Ti
E. El gas experimenta un proceso isocórico y T.f = Ti
Discusión
Según la imagen, la energía inicial (Ei) y energía final (Ef) no cambia, en otras palabras el cambio energía interna vale cero. La fórmula para los cambios en la energía interna es: ΔU = 3/2 N k ΔT
Según esta fórmula, si el cambio energía interna Si la variación de temperatura es cero (ΔU=0), entonces la variación de temperatura también es cero (ΔT=0). Una variación de temperatura nula significa que la temperatura no cambia. Si la temperatura no cambia, entonces el gas está experimentando un proceso isotérmico.
La respuesta correcta es D.
Fuente de la pregunta:
Preguntas del examen nacional de física para la escuela secundaria superior/escuela secundaria vocacional
