Para investigar un cierto compuesto gaseoso de oxígeno se llena con él una ampolla de vidrio y se realizan las siguientes medidas: volumen de gas 498,5±1 cm3, presión 40,1±0,1 kPa sobre la atmosférica, que es de 93±1 kPa, temperatura 20,7±0,5 °C, masa en vacío 12805 miligramos y masa una vez llena 14089 miligramos, teniendo la balanza una precisión de ±10 miligramos. Se pide:
a) Estimar la masa molar del gas.
b) Estimar la incertidumbre en el valor anterior.
c) Sugerir una fórmula molecular para dicho gas.
Datos:
> |
read"../therm_eq.m":read"../therm_proc.m":with(therm_proc): |
> |
dat:=[V=498.5e-6*m_^3,p1=40.1e3*Pa_+p0,p0=93e3*Pa_,T0=20.7*K_+T[tr],m0=12805e-6*kg_,m1=14089e-6*kg_,Smm=10e-6*kg_/(m1-m0),STT=0.5*K_/T0,Spp=1e3*Pa_/p1,SVV=1e-6*m_^3/V]; |
Esquema:
> |
![`:=`(Sistemas, [gas, amb])](images/p19_3.gif) |
> |
![`:=`(Estados, [1 = inicial, 2 = final])](images/p19_5.gif) |
Ecs. const.:
> |
eqET:=subs(eq1_11,eq1_12);eqEE:=eq1_16;dat:=op(dat),Const,SI2,SI1: |
a) Masa molar
> |
T1:=T0:M:=solve(subs(m=m1-m0,p=p1,T=T1,R=R[u]/M,eqET),M);M_:=subs(dat,dat,M):'M'=evalf(M_,2); |
> |
SMM:=sqrt(Smm^2+STT^2+Spp^2+SVV^2);SMM_:=subs(dat,dat,SMM);subs(dat,dat,[Smm,STT,Spp,SVV]);DeltaM_:=SMM_*M_:'DeltaM'=evalf(DeltaM_,1);Mmin_:=M_-DeltaM_:'Mmin'=evalf(Mmin_,2);Mmax_:=M_+DeltaM_:'Mmax'=evalf(Mmax_,2); |
i.e. podría ser (mirando en la Tabla de Gases) ozono, O3=0,048; dióxido de nitrógeno, NO2=0,046; etanol, CH3-CH2OH=0,046, pero es líquido (y su isómero, el dimetil éter también, y el NO2 a 21 ºC y 140 kPa también). Tal vez fuese simplemente CO2 (M=0,044 kg/mol), o propano (M=0,044 kg/mol), con incertidumbres menos estrictas.