FÍSICA-3RO_-PLAN_COMÚN

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CURSOS: 3°Bachillerato Científico y 2° Bachillerato Técnico. 
 
CAPACIDAD: Resuelve problemas que requieran de los principios de la 
termodinámica. 
 
TEMA: Procesos termodinámicos: isotérmico, isobárico e isocórico. 
 
INDICADORES: 
 Describe las características de los procesos termodinámicos: isotérmico, 
isobárico e isocórico. 
 Identifica los datos e incógnita dentro de un problema sobre leyes de los 
gases. 
 Planifica una estrategia de solución en relación a un problema sobre leyes 
de los gases. 
 Aplica la estrategia seleccionada para la resolución de un problema sobre 
leyes de los gases. 
 Obtiene el resultado esperado en la resolución de un problema sobre leyes 
de los gases. 
 Comunica el resultado obtenido en la resolución de un problema sobre 
leyes de los gases. 
 
Observación: Queda a criterio del docente agregar más indicadores y/o aumentar 
puntaje (1 punto por indicador). 
 
ACTIVIDADES: 
Resuelve los siguientes problemas propuestos. 
1- Un gas que se encuentra a 3 atm de presión y 40 °C de temperatura ocupando un 
volumen de 15 litros, es calentado hasta 120 °C manteniendo constante la presión. 
Determino el volumen que ocupa el gas en esas condiciones. (Rpta: 18,8 litros) 
 
Física Plan Común 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2- Cierta cantidad de oxígeno está contenida en un recipiente que puede variar su 
volumen mediante un émbolo que se desliza sin rozamiento. El gas está a una 
temperatura de 25°C ocupando en esas condiciones un volumen de 8 litros a 2,6 atm. 
Se lo comprime a temperatura constante hasta que el volumen ocupado por el gas es 
de 5,2 litros. Establecer cuál es su nueva presión en ese nuevo estado (Rpta: 4atm). 
 
3- Un globo cerrado, cuando lleno de aire, tiene un volumen de 50m3 a 22°C y a 
presión atmosférica. El globo es calentando y considerando la presión constante, ¿A 
qué temperatura estará el globo cuando su volumen sea de 60m3? Expresar en °C. 
 (Rpta: 81°C). 
4- Cierto volumen de un gas se encuentra a 60 °C de temperatura y 5 atm de 
presión, es calentado hasta 140°C, estado en el cual ocupa un volumen de 680 litros a 
7 atm. Hallo el volumen inicial del gas. (Rpta: 767,6 litros). 
 
5- En un tanque que puede variar su volumen mediante un émbolo, está 
almacenado un gas a 6 atm y 76°C ocupando en esas condiciones un volumen de 80 
litros. Hallo la presión que tendrá el gas si se expande hasta un volumen de 100 litros 
siendo entonces su temperatura de 55°C. (Rpta: 4,5atm). 
 
MEDIOS DE VERIFICACIÓN: Queda a criterio del docente los medios de 
verificación que utilizará. 
 
PUNTAJE: 6 puntos. 
 
Bibliografía 
Bonjorno, J. y otros (1996). Física: Volumen Único. Editorial FTD. San Paulo. Brasil. 
 
Puedes ver más información en el siguiente link: 
https://es.khanacademy.org/science/physics/thermodynamics/laws-of-thermodynamics/a/what-
are-pv-diagrams 
 
 
 
 
 
 
https://es.khanacademy.org/science/physics/thermodynamics/laws-of-thermodynamics/a/what-are-pv-diagrams
https://es.khanacademy.org/science/physics/thermodynamics/laws-of-thermodynamics/a/what-are-pv-diagrams
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Información Básica 
Para Empezar 
Recordamos los símbolos y las unidades de la temperatura, la presión y el 
volumen. 
 Magnitudes termodinámicas: 
P = presión, V = volumen y T = temperatura 
 Unidades: 
V = litros, ml y cm3 
T = °K (grados kelvin), °C (grados Celsius o centígrados) 
P = atm (atmósfera), mm Hg (milímetros de mercurio) 
 Relaciones de unidades: 
1atm = 760 mm Hg °K = °C + 273 °C = °K – 273 
 
Gases 
Los gases se hallan constituidos de pequeñas partículas denominadas moléculas 
que se mueven desordenadamente en todas las direcciones y sentidos. 
 El estado de un gas se caracteriza por el valor de tres magnitudes físicas: 
volumen (V), presión (P) y temperatura (T), que se denominan variables de un gas. El 
cambio de una de esas variables de estado provoca alteración en por lo menos de una 
de las otras variables, presentando el gas una trasformación y en consecuencia un 
estado diferente de la inicial. 
 
Leyes de los gases 
Las leyes de los gases son: Ley de Boyle – Mariotte; Ley de Gay Lussac y Ley de 
Charles; cada una de estas leyes obedece a un tipo de las siguientes transformaciones: 
isotérmica, isocórica e isobárica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Ley de Boyle- Mariotte: “A temperatura constante, la variación de presión de un gas 
es inversamente proporcional a la variación de su volumen”. 
 Ley de Gay-Lussac: “A volumen constante, la variación de presión de un gas es 
directamente proporcional a la variación de su temperatura absoluta”. 
 Ley de Charles: “A presión constante, la variación de volumen de un gas es 
directamente proporcional a la variación de su temperatura absoluta”. 
 
 La siguiente tabla presenta las leyes correspondientes con sus respectivas 
transformaciones y fórmulas: 
Leyes Transformaciones o 
procesos 
Magnitud 
constante 
Ecuaciones 
Ley de Boyle- 
Mariotte 
Proceso isotérmico Temperatura 
P1. V1 = P2. V2 
Ley de Gay-
Lussac 
Proceso isocórico Volumen 𝑷𝟏
𝑻𝟏
= 
𝑷𝟐
𝑻𝟐
 
Ley de Charles Proceso 
 isobárico 
Presión 
𝑽𝟏
𝑻𝟏
= 
𝑽𝟐
𝑻𝟐
 
Ecuación General de los gases 
Relacionando las tres transformaciones sufridas por un gas, se obtiene la 
ecuación general de los gases, que relaciona las tres magnitudes (P, T y V) sin 
mantenerse constante ninguna de ellas. 
𝑷𝟏. 𝑽𝟏 
𝑻𝟏
= 
𝑷𝟐. 𝑽𝟐 
𝑻𝟐
 
 
Obs: Según la expresión, debemos identificar que P1, T1, V1, son estados iniciales, y 
que por luego de la transformación P2, T2, V2, son estados finales. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
I- Resolvemos algunos ejemplos. 
Ejemplo 1: 
Una muestra de oxígeno ocupa 4,2 litros a 760 mmHg. ¿Cuál será el volumen del 
oxígeno a 415 mmHg, si la temperatura permanece constante? 
Resolución del problema 
 Primer paso: Lo primero que vamos analizar para 
la resolución del problema, son nuestros datos, 
saber qué tenemos y qué nos hace falta. 
 Segundo paso: Identificar a qué Ley corresponde 
el enunciado, para saber qué fórmula matemática 
utilizar. En este caso, el enunciado ya nos indicó 
que la temperatura es constante, entonces el 
ejemplo corresponde a la Ley de Boyle-Mariotte. 
 
 Tercer paso: despejamos la variable que nos indica el ejercicio para luego 
reemplazamos nuestros datos y obtener el resultado. 
 
 
 Así concluimos que el volumen final es de 7,69 litros. 
Ejemplo 2: 
Un gas está contenido en un recipiente que puede variar su volumen mediante una 
tapa deslizable (émbolo). Se encuentre inicialmente a 10°C y 5 atm, ocupando un 
Datos 
 4,2 litros (Volumen incial) 
 760 mmHg. (Presión 
inicial) 
 415 mmHg. (Presión final) 
 ? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
volumen de 80 litros. Se procede a calentarlo hasta 90°C, ocupando en esas 
condiciones un volumen de 120 litros. Determino la presión final del gas. 
 
Datos 
T1 = 10°C 
P1 = 5atm 
V1 = 80 l 
T2 = 90°C 
V2 = 120 l 
P2 = ? 
Convertimos las 
temperaturas a K 
T1 = 10°C + 273 
T1 = 283K 
T2 = 90°C + 273 
T2 = 363K 
Fórmula 
P1 . V1 . T2 = P2 . V2 . T1 
Cambiamos de miembro 
P2 . V2 . T1 = P1 . V1 . T2 
Despejamos P2 
P2 = P1 . V1 . T2 
 V2 . T1 
 
 
Solución 
P2 = 5atm . 80 l . 363 K 
 120 l . 283 K 
 
P2 = 4,3 atm. 
 
 
Docente responsable del Contenido: María Luisa Martínez Caballero. 
Docente responsable de la Revisión: Francisco Meireles Benítez/ Ramona González Vallejos. 
Docente responsable de la Edición Final: Simón Francisco Ruíz Díaz Vicézar / Ramona González 
Vallejos. 
Docente Responsable de la Revisión de Estilo: Ramona Soledad Jara Mareco. 
Coordinación del área de Física: Simón Francisco Ruíz Díaz Vicézar (BECAL – Colombia 01). 
Coordinación General de Ciencias Básicas: María Cristina Carmona Rojas (BECAL– Colombia 01).