¿Cuáles son algunas aplicaciones de la vida real de la Ley del Gas Ideal?

La ecuación de gas ideal es PV = nRT

En inglés simple, esto significa que para una cantidad dada de gas, la temperatura aumenta a medida que el gas se comprime en un volumen más pequeño, y la temperatura disminuye a medida que se permite que el gas se expanda en un volumen más grande.

Usando esto, nos permite hacer esto:

El gas refrigerante se comprime y aumenta su temperatura. El gas caliente se pasa a través de un radiador, permitiendo que escape el exceso de calor, y luego el gas se expande hacia el refrigerador. A medida que se expande, se enfría y se extrae calor del interior del refrigerador.

El mismo sistema exacto se utiliza en estos:

Excepto el interior de su hogar, tome el lugar del interior del refrigerador.

Aquí hay un ejemplo. En un producto que está destinado a funcionar a temperatura elevada, evitamos tener bolsas de gas cautivas en el ensamblaje, porque cuando la temperatura aumenta, se acumulará alta presión en las bolsas (volumen constante, aumento de temperatura en el lado derecho de la ecuación, la presión debe aumentar en el lado izquierdo), posiblemente en casos extremos que provoquen una falla mecánica o incluso una explosión. Ley de gases ideal en el trabajo! ¡Así que niños, no olviden los agujeros de ventilación sensibles!

Respetuosamente,

Jack

No hay aplicaciones de la vida real de la ley del gas ideal, en su forma pura.

La ley del gas ideal y su ecuación se derivan asumiendo la condición ideal del gas donde esas moléculas se mueven libremente en un volumen ilimitado de contenedor, descuidando así la conversión de energía cinética en calor debido a la colisión de moléculas.

Llegamos a PV = nRT como ecuación de gas ideal.

Sin embargo, la aplicación real se puede derivar de la ecuación ideal, agregando el polinomio de van der Waals.

PV / T = nR + C (x ^ -1 + x ^ -2 +….)

Donde C y x son propiedades numéricas de cada gas.

(Hace 15 años, podría haber perdido mucho en esa ecuación, alguien puede corregirme si lo supieran)

Como ejemplo: corregir el volumen de un gas a una temperatura a su volumen a otra temperatura. (T1 / T2, en Kelvin, siempre uno para calcular el volumen a la nueva temperatura T2.) Dado que la masa se mantiene igual, esto también le da la nueva densidad en T2.

El volumen de gas molar también se deriva de la ley de gas ideal. (0.022 414 m3 / mol a 0 ° C) Esto permite calcular la densidad de cualquier gas a temperatura y presión estándar:

densidad = masa molar / volumen molar

densidad = masa molar / 0.022 414 m3

Hay certeza de muchos otros ejemplos, pero estos son los que yo personalmente uso a diario: estoy lejos de ser un experto en este tema, pero siempre he admirado la ley de los gases ideales por su poder y simplicidad comparativa.

La ley de los gases ideales nos permite derivar la ley de los gases reales utilizando los factores de corrección de las emisiones de Vander, lo que nos ayuda a estudiar los parámetros relacionados de cualquier sistema gaseoso.

En ciencia, la idea de cualquier sistema ideal es puramente teórica y se utiliza principalmente para fines de derivación y / o para estudiar ciertos casos de excepción.

Vientos barométricos de la cueva:

Apenas se conoce fuera del campo de la espeleología, pero hay un par de sistemas de cuevas en los EE. UU. (Y Australia) que tienen volúmenes internos que son tan grandes que … se genera un viento de la cueva que responde casi por completo a los cambios en la presión … de la presión de la atmósfera.

Este hecho interesante significa que cuando uno encuentra una de estas cuevas raras, puede calcular el “Volumen” de la cueva en reversa, utilizando la Ley de Gas Ideal.

La cueva de Lechuguilla, en el Monumento Nacional de Carlsbad, es un sistema de cuevas. El viento de la cueva sopló durante 84 horas a una velocidad promedio de casi 34 millas por hora. (Lo más fuerte que sopló el viento en la cueva fue justo debajo de 50 mph).

Multiplicando estos dos números juntos se obtiene:

2.856 millas de viento soplaron de la cueva,

que sale de una alcantarilla de 2 ‘de diámetro

lo que significa que 2,856 millas X 5280 pies / milla X 3.14159 pies2 /

= 47,400,000 pies ^ 3 de viento sopló de la entrada de las cuevas.

Dado que la presión barométrica de la atmósfera cambió aproximadamente un 1,5% en ese tiempo,

El sistema Lechuguilla / Big Manhole Cave tiene un volumen barométrico mínimo de

3,200,000,000 ft ^ 3

Mientras tanto, Lechuguilla se ha convertido en una pequeña cueva (encuestada solo 1/2 milla de largo), ¡en convertirse en la séptima cueva más larga conocida en el mundo (encuestada en más de 138 millas de largo)!

http://www.caverbob.com/wlong.htm


Se realizó un experimento similar en una de las entradas al Mammoth – Flint Ridge Cave System (Cueva más larga del mundo). Ahora Mammoth Cave tiene casi 30 entradas a cuevas conocidas, algunas de ellas muy grandes en sección transversal. Esto significa que el viento barométrico de la cueva sería mucho, mucho más débil aquí, y que el efecto de la chimenea (temperatura) del viento (es decir, la temperatura dentro de la Ley del Gas Ideal) sería mucho más responsable de la fuerza de ese viento de la cueva.

Este fue el caso. El Chimney Effect Wind fue responsable de aproximadamente el 95% del viento de la cueva en la entrada de Doyle Valley. El viento barométrico de la cueva fue responsable de aproximadamente el 3% y los efectos aleatorios constituyeron el resto.


El sistema de cuevas más grande con un viento de cueva barométrica en los Estados Unidos es el sistema de cuevas Black Hills en Dakota del Sur. Este sistema de cuevas tiene dos entradas separadas aproximadamente a 35 millas (cuando una sigue el cinturón de piedra caliza de Pahasapa). Wind Cave, SD es la primera entrada. Jewel Cave es la segunda entrada. Entre estas dos entradas se encuentra un mínimo de 4,500,000,000 pies ^ 3 de cueva.

Ahora vaya al sitio web de arriba y mire por encima de la Cueva de Lechuguilla … tanto para Wind Cave (141 millas encuestadas) como para Jewel Cave (193 millas encuestadas) en Dakota del Sur.

Se estima que los espeleólogos han explorado y examinado hasta ahora el 5% de la longitud de este sistema de cuevas de Black Hills (2017). Una drástica escasez de entradas del tamaño de un espeleólogo, y la propensión de los sistemas de cuevas a amontonarse en pequeños bloques seccionales, significa que tomará mucho, mucho tiempo encontrar la mayor parte del resto de la cueva. De hecho, solo ubicaron la capa freática en Jewel Cave en 2017, ¡más de 100 años después de que esta cueva fuera descubierta por primera vez!

Hay infinitas aplicaciones de las leyes del gas ideal en la vida real.

Se utiliza para calcular la variación de densidad con presión en diferentes flujos … Donde sea que necesitemos encontrar el caudal másico si la presión y la temperatura se dan en cualquier ciclo, solo usamos estas ecuaciones.

Ej: cohetes, movimiento de fluidos, análisis de compresibilidad, motores, etc.

El clima baja de 50 grados Fahrenheit a 10 grados Fahrenheit y observa que su neumático parece menos inflado y se enciende la luz de ‘inflar neumático’.

Esa es la más común que puedo pensar que la gente ve en su vida diaria.

Para hacer un neumático completamente inflado a la presión correcta, coloque más aire en él.

P es proporcional a n

Para hacer que un globo se eleve en el aire, caliéntalo

n / V es inversamente proporcional a T

Lo uso todos los días junto con las leyes relacionadas durante el diseño del motor. De uso común, la ecuación es PV = mRT donde P está en Pascales, V está en metros cúbicos, m es masa en kg, R es la constante de gas específica para el aire (287 J / kg ^ -1 / K ^ -1) y T está en kelvin.

Deflategate, para uno.

Los experimentos de deflación muestran que los patriotas pueden tener un punto después de todo

Sin embargo, esta puede no ser la última palabra en la historia. Sin embargo, definitivamente es una aplicación de la vida real.

Probablemente tendría que decir evaporación, aunque también necesitas la información sobre la densidad. Creo que es el mejor ejemplo que existe. Imagine que deja una botella de algo tóxico para los humanos abierta durante la noche en un laboratorio sellado. Los niveles de solución disminuyen drásticamente y usted no sabe si es dañino o no. Bueno, si usa la ley de los gases, puede calcular fácilmente cuántos moles de la sustancia hay ahora en el aire y si está o no por encima del límite de seguridad.

Este es solo uno de los ejemplos, no puedo pensar en nada más en este momento.

La ley de los gases ideales es la que usaría un ingeniero mecánico como modelo para gases reales. Hay otras ecuaciones más precisas para gases específicos, pero el gas ideal y la ley de gases combinados que combina la ley de Charles, la ley de Boyle y la ley de Gay-Lussac se usan todo el tiempo.

Entre los gases comunes, nitrógeno y argón.

Los gases que se llenan en los neumáticos y cilindros de los vehículos obedecen la ley.

la presión corresponde a la cantidad de gas almacenado en.