LEY DE BOYLE 2015

APLICACIONES DE LA LEY DE BOYLE

1. APLICACIÓN AIRBARGLos airbag o bolsas de aire están diseñadas para evitar que los pasajeros y el conductor  se golpeen con el habitáculo del vehículo en caso de una fuerte colisión. Estas tienen en el interior una gran presión que al tener contacto con otra presión, el gas sale disparado y a medida que sale la presión disminuye drásticamente, aumentando rápidamente el volumen de la bolsa.

2. APLICACIÓN EN LOS MOTORESEn los motores, ya sea gasolina, gas o diesel se presenta en la combustión interna, ya que en el primer tiempo ingresa aire al cilindro con cierto volumen y presión, en el segundo tiempo se disminuye el volumen al aumentar la presión de este, de aquí en adelante interviene un cambio de temperatura que

genera una explosión y expulsa los gases con un volumen y presión diferente al inicial.

3. APLICACIÓN EN LOS NEUMATICOSEn los neumáticos es la tecnología que emplea el aire comprimido como modo de transmisión de la energía necesaria para mover y hacer funcionar mecanismos. El aire es un material elástico y, por tanto, al aplicarle una fuerza se comprime, mantiene esta compresión y devuelve la energía acumulada cuando se le permite expandirse.

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4. APLICACIÓN EN EL BUCEOCuando nos metemos bajo el agua experimentamos un aumento de presión (la correspondiente al peso del agua que hay sobre nosotros) cada vez mayor cuanta más profundidad alcancemos. A esta presión hidrostática se sumará la presión del aire sobre la superficie del agua.Sabiendo que una columna de agua de 10 m. de altura y 1 cm2 de sección contiene un litro de agua, y que éste pesa aproximadamente 1 Kg., obtendremos fácilmente que la presión ejercida por el agua en la base de dicha columna es de 1 Kg./cm2, es decir, 1 Atmósfera. Podemos decir que por cada diez metros de profundidad que el buceador desciende, la presión a que está sometido aumenta 1 Atmósfera.

5. APLICACIÓN EN LOS FRENOS HIDRAULICOS

Los frenos hidráulicos utilizan la presión de un líquido (presión hidráulica) para forzar las zapatas de freno hacia fuera, contra las tamboras.

CALCULOS

1. Tomar con el termómetro la temperatura ambiente.

T ° inicial=22° C

T ° final=23° C

T ° promedio=22,5 °C

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2. Calcular la presión por encima de la presión atmosférica:

Paire (mmHg )=Presiónatm .+γH 2OhH 2O−Presiónde vapor del aguaaT ° amb .

donde :

γ Hg=gravedad especificadel agua

hH 2O=altura enmmdeagua .

SOLUCIÓN:

Para hallar la presión del aire en el laboratorio de la EAP de Ingeniería Geográfica (70 msnm) se aplicó la siguiente ecuación (CALCULO MATEMATICO DE LA PRESIÓN):

P(Z)=1013.25 (1−22.5569×10−6×Z )5.25611

donde :

Z=altitud (m .s .n .m.)

P(Z)=1013.25 (1−22.5569×10−6×70 )5.25611=1004.868934mb

Por conversión: 1004.868934mb=753.7mmHg

Paire (mmHg )=Patm+γH 2OhH2O−PVH2O Paire (mmHg )

753.7 +1x50 -20.463 783.237753.7 +1x100 -20.463 833.237753.7 +1x150 -20.463 883.237753.7 +1x200 -20.463 933.237753.7 +1x250 -20.463 983.237

3. Calcular la presión por debajo de la presión atmosférica.

Paire (mmHg )=Presiónatm .−γH 2OhH 2O−Presión devapor del aguaaT °amb .

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SOLUCIÓN:Para su solución se aplicó el mismo criterio de la pregunta 2.

Paire (mmHg )=Patm−γH2OhH 2O−PVH 2O Paire (mmHg )

753.7 -1x50 -20.463 683.237753.7 -1x100 -20.463 633.237753.7 -1x150 -20.463 583.237753.7 -1x200 -20.463 533.237753.7 -1x250 -20.463 483.237

4. Tabular los datos experimentales de volúmenes de aire en mililitros y la presión en pascales.

SOLUCIÓNPara su solución se aplicó la siguiente ecuación de conversión:

1atm=760mmHg=101325 Pa.

POR ENCIMA DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA:

VOLUMEN DEL AIRE (ml)

PRESIÓN (Pa)

PRESIÓN (kPa)

7.05 104423.01 104.4237.10 111089.13 111.0897.15 117755.25 117.7557.20 124421.37 124.4217.25 131087.49 131.087

POR DEBAJO DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA:

VOLUMEN DEL

AIRE (ml)

PRESIÓN (Pa)

PRESIÓN (kPa)

7.35 91090.78 91.097.40 84424.66 84.4247.45 77758.54 77.758

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7.50 71092.42 71.0927.55 64426.3 64.426

5. Graficar en papel milimetrado los datos de presión vs volumen.

SOLUCIÓN:Se adjunta grafico e interpretación en papel milimetrado.

6. Calcular los valores de la constante K para cada par de datos tabulados de presión y volumen.

PV=k

donde :

k=constante .

POR ENCIMA DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA:

PRESIÓN (Pa)

VOLUMEN DEL AIRE

PV = k

104423.01 7.05 736182.23

111089.13 7.10 788732.83

117755.25 7.15 841950.03

124421.37 7.20 895833.84

131087.49 7.25 950384.27

POR DEBAJO DE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA:

PRESIÓN (Pa)

VOLUMEN DEL AIRE

PV = k

91090.78 7.35 669517.2

84424.66 7.40 624742.46

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77758.54 7.45 579301.11

71092.42 7.50 533193.15

64426.3 7.55 486418.58

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