Respuestas - Universidad Técnica Particular de Loja

SEGUNDO BIMESTRE Guía didáctica: Física para las Ciencias Biológicas
Respuestas:
(a) 121 262 Pa
(b) 16,92
Usted de seguro ha llenado una bomba de goma con aire. Veamos ¿cómo se relaciona la presión y el
volumen en un gas? Al llenar de aire la bomba ¿aumenta o disminuye la presión?
10.3 LEY DE BOYLE
Los gases, como el aire, son sustancias compresibles, en éstos el volumen se relaciona inversamente
con la presión. En las páginas del texto básico, se describe la ley de Boyle y la explicación de por qué,
la presión interna de, por ej., en un neumático, difiere de la presión externa o presión atmosférica.
Recordemos que los gases en condiciones isotérmicas (temperatura constante) se rigen por la ley de
Boyle.
Desarrollemos un ejemplo sobre la compresión del aire.
Ejemplo 14
Una bomba de bicicleta de volumen 200 cm³ tiene una
carrera de 50 cm y una sección circular de área 4 cm 2 .
¿Cuánto debe descender el émbolo, para que comience
a penetrar aire en el neumático, donde el aire está a una
presión de 1,2 atm? Ver el esquema adjunto.
Desarrollo
Primero. Sabemos que ingresa aire en el neumático, justo
cuando la presión del aire de la bomba es igual a la del
neumático.
La presión de los 200 cm³ de aire de la bomba es 1 atm, y debe elevarse a 1,2 atm para que el aire pase
al neumático. Por tanto, aplicando la ley de Boyle al aire contenido en la bomba, tenemos:
p i v i= p f v f
donde p es la presión y v el volumen, los subíndices i y f se refiere al estado inicial y final del aire en la
bomba, respectivamente.
Si despejamos v f , se tiene:
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