Uso de la notación científica en problemas de la ley de los gases ideales

Es ideal

¿Cuál es tu tarde de sábado ideal? Tal vez esté soleado, fresco y salga con tus amigos afuera. ¡Tal vez sea problemas de trabajo con la notación científica y la ley de los gases ideales!

Los gases también tienen condiciones ideales; estas condiciones nos benefician porque facilitan los cálculos al respecto. La notación científica facilita el tratamiento de números muy grandes o pequeños en los problemas de la ley de los gases ideales y es perfecta para usar con la ley de los gases ideales. Pero antes de llegar a algunos problemas de práctica de la ley de los gases ideales, primero refresquemos nuestra memoria sobre las condiciones de los gases ideales, la ley de los gases ideales y la notación científica.

Ley de los gases ideales

¿No es genial que un científico haya desarrollado una ecuación para lidiar con los gases ideales? Repasemos una lista de verificación sobre las suposiciones que hacen que un gas ideal .

1. Las moléculas de gas son como bolas microscópicas que se mueven en direcciones aleatorias.
2. El volumen de las moléculas de gas es pequeño en comparación con el volumen que ocupan.
3. Cuando chocan, rebotan entre sí y no hay otras fuerzas sobre ellos.
4. El gas no está cerca de su punto de condensación, que es cuando pasa de gas a líquido. Piense en el rocío en la hierba o en su automóvil por la mañana. Si no llovía durante la noche, esa agua líquida se condensaba a partir del vapor de agua cuando bajaba la temperatura.

La ley de los gases ideales es PV = nRT, donde:

• P es la presión en atmósferas (atm) o pascales (Pa)
• V es el volumen en litros (L) o metros cúbicos (m 3 ).
• n es el número de moles de gas en moles (mol)
• R es la constante del gas ideal. Las unidades dependen de las unidades de presión y volumen. Los dos valores que usaremos son 0.0821 (L⋅atm) / (mol⋅K) o 8.3145 (m 3 ⋅Pa) / (mol⋅K).
• T es la temperatura del gas en Kelvin (K). Para obtener la temperatura Kelvin de ° C, use K = ° C + 273.

A veces, la presión, el volumen o las cantidades molares de un gas son valores muy grandes o muy pequeños. Veamos cómo la notación científica facilita la gestión de estos valores.

Notación cientifica

La notación científica se basa en multiplicar o dividir valores por 10. A continuación, se ofrecen algunas pautas para utilizar la notación científica:

1. Tiene el formato N × 10 x donde N está entre 1 y 9, y x es un número entero.
2. Mueva el punto decimal en un valor a la ubicación justo después del primer número distinto de cero y cuente el número de espacios que lo movió. Este es el valor de x .
3. Los valores positivos de x significan que movió el lugar decimal a la izquierda. Los valores negativos de x significan que movió los lugares decimales a la derecha.

Por ejemplo, el valor 298.000 en notación científica es 2,98 × 10 5 y 0,0000432 en notación científica es 4,32 × 10 -5 .

El uso de una calculadora científica facilita aún más el manejo de la notación científica. Busque la tecla » EE », o la tecla × 10 x o la tecla » EXP ».

Clave de notación científica encerrada en un círculo rojo

Todo lo que debe hacer es ingresar su valor antes de la parte » × 10 x », presionar la tecla de notación científica que esté en su calculadora y luego ingresar el valor x .

Ahora podemos llegar a algunos problemas de la ley de los gases ideales utilizando notación científica.

Problema de práctica 1

Aviso: 1,1 x 10 -3 moles de nitrógeno gaseoso están en un tanque de 3 x 10 -2 litros a 20 ° C. ¿Cuál es la presión dentro del tanque en atmósferas?

Solución: Al resolver la ley de los gases ideales para P, obtenemos

Nuestra siguiente decisión es elegir qué valor de «R» necesitamos. Mire siempre las unidades de presión y volumen para decidir. Dado que nuestro volumen está en litros, usaremos R = 0.0821 (L⋅atm) / (mol⋅K). Observe que las unidades de temperatura están en Kelvin. Todas las leyes de los gases usan Kelvin, por lo que tenemos que convertir la temperatura dada de ° C a K.

K = ° C + 273

K = 20 ° C + 273

K = 293 K

Conectando todos los valores, obtenemos

Problema de práctica 2

Aviso: El argón se utiliza en un determinado proceso de soldadura. Un soldador tiene un gran trabajo que hacer y teme quedarse sin gas argón. La presión en el tanque es de 4.1 × 10 5 Pa. La temperatura del tanque es de 23 ° C y hay 100 moles de gas. ¿Qué volumen de gas hay en el tanque?

Solución: resolviendo la ley de los gases ideales para el volumen, obtenemos

El valor de R debe contener pascales, por lo que usaremos 8.3145 (m 3 ⋅Pa) / (mol⋅K). La temperatura tiene que estar en Kelvin.

K = ° C + 273

K = 23 ° C + 273

K = 296 K

Conectándolo todo, obtenemos

Resumen de la lección

Los gases ideales son condiciones especiales de un gas que nos permiten utilizar la ley de los gases ideales. Las condiciones de un gas idea son

1. Las partículas de gas son como bolas microscópicas que se mueven en direcciones aleatorias.
2. El volumen de las moléculas de gas es pequeño en comparación con el volumen que ocupan.
3. Cuando chocan, rebotan entre sí y no hay otras fuerzas sobre ellos.
4. El gas no está cerca de su punto de condensación, que es cuando pasa de gas a líquido.

La ley de los gases ideales es PV = nRT. El valor «R» debe determinarse en función de las unidades de presión y volumen.

La notación científica es una forma de facilitar la gestión de valores muy grandes o muy pequeños. Es un valor con un decimal después del primer dígito distinto de cero seguido de × 10 x , donde x es un número positivo o negativo.

La tecla » EE », » EXP » o » × 10 x » en una calculadora científica es la forma en que se ingresa la notación científica en la calculadora.

Al resolver problemas de la ley de los gases ideales, aísle la variable que está resolviendo, ingrese los valores y listo.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador