Estos ejercicios de presiones y densidades permiten
aplicar de manera práctica los principios fundamentales de la física y la
química en contextos cotidianos y experimentales. A través de problemas con manómetros,
barómetros, columnas de líquidos y situaciones reales como el buceo o los
huracanes, se refuerza la comprensión de cómo la presión atmosférica y
la presión hidrostática influyen en distintos sistemas. Asimismo, se
desarrollan habilidades de conversión entre unidades de presión y de
análisis de la influencia de la densidad de los líquidos. Resolverlos
fortalece la capacidad de conectar conceptos teóricos con aplicaciones
prácticas en la ciencia y la tecnología.
Química de García
4.2.1. Calcule el valor de la presión con las magnitudes de densidad y altura del mercurio de Torricelli en unidades base del sistema internacional. La desidad del mercurio es de 13545.8 kg/m3 y la altura de la columna de 760 mm. [garcia.4.2.1]
Química de Brown
Ejemplo 10.1 ¿Cuál es la presión, en kilopascales, sobre el cuerpo de una buceadora si se
encuentra a 31,0 m por debajo de la superficie del agua, cuando la presión
atmosférica en la superficie es de 98 kPa? Suponga que la densidad del agua es
de 1,00 g/cm³ = 1,00 × 10³ kg/m³. La aceleración de la gravedad es 9,81 m/s² y
1 Pa = 1 kg·m⁻¹·s⁻².
Práctica 10.1
¿Cuál sería la altura de la columna en un barómetro si la presión externa fuera
de 101 kPa y se utilizara agua (d = 1,00 g/cm³) en lugar de mercurio? (a) 0,0558 m (b) 0,760 m (c) 1,03 × 10⁴ m (d) 10,3 m (e) 0,103 m
Ejemplo 10.2
Un día, un barómetro de laboratorio indica que la presión atmosférica es de
764,7 torr. Una muestra de gas se coloca en un matraz conectado a un manómetro
de mercurio de tubo abierto (Figura 10.3). Con una regla métrica se mide la
altura del mercurio en los dos brazos de la U: en el brazo abierto es de 136,4
mm y en el brazo en contacto con el gas del matraz es de 103,8 mm. ¿Cuál es la
presión del gas en el matraz (a) en atmósferas, (b) en kilopascales?
Práctica 10.2
Si la presión del gas dentro del matraz aumentara y la altura de la columna en
el brazo abierto subiera 5,0 mm, ¿cuál sería la nueva presión del gas en el
matraz, en kilopascales?
10.4 Una estantería descansa sobre el suelo mediante
cuatro patas, cada una con sección transversal de 4,0 × 5,0 cm en contacto con
el piso. La masa total de la estantería más los libros es de 200 kg. Calcule la
presión, en atmósferas, que ejercen las patas sobre la superficie.
10.5.a El compuesto 1-iodododecano es un líquido no volátil con densidad de 1,20 g/mL. La densidad del mercurio es 13,6 g/mL. ¿Qué altura tendría la columna de un barómetro con 1-iodododecano si la presión atmosférica es de 749 torr? [brown.15ed.10.5.a]
10.5.b ¿Cuál es la presión, en atmósferas, sobre el cuerpo de un buzo a 21 pies
bajo la superficie del agua cuando la presión atmosférica es de 742 torr?
10.6 Realice las siguientes conversiones: (a) 0,912 atm a torr (b) 0,685 bar a kPa (c) 655 mmHg a atm (d) 1,323 × 10⁵ Pa a atm (e) 2,50 atm a psi
10.7 El huracán Wilma (2005) fue el más intenso
registrado en el Atlántico, con una presión mínima de 882 mbar. Convierta este
valor en: (a) atm (b) torr (c) pulgadas de Hg
10.56 (a) ¿Es más común reportar la densidad de un gas en g/mL, g/L o kg/cm³? (b) ¿Qué unidades son apropiadas para expresar presiones atmosféricas: N, Pa,
atm, kg/m²? (c) ¿Cuál es más probable que sea gas a temperatura ambiente y presión
ordinaria: F₂, Br₂, K₂O?
10.57 Una persona de 75 kg se apoya en un taburete de
tres patas. El taburete se inclina momentáneamente, de modo que todo el peso
descansa en una sola pata. Si el área de contacto de cada pata es de 5,0 cm²,
calcule la presión ejercida en la superficie en: (a) bar (b) atm (c) psi
10.58.a ¿Qué altura debe tener una columna de etanol para ejercer la misma presión que una columna de mercurio de 100 mm? La densidad del etanol es 0,79 g/mL y la del mercurio es 13,6 g/mL. [brown.15ed.10.58.a]
10.58.b ¿Qué presión, en atmósferas, se ejerce sobre una buceadora a 10 m de
profundidad en el agua cuando la presión atmosférica es de 100 kPa? Suponga que
la densidad del agua es 1,00 × 10³ kg/m³ y g = 9,81 m/s².
10.59 La mayor presión barométrica registrada fue de
823,7 torr en Agata (Siberia, Rusia), el 31 de diciembre de 1968. Convierta
esta presión a: (a) atm (b) mmHg (c) Pa (d) bar (e) psi.
10.60 Si la presión atmosférica es 0,995 atm, ¿cuál
es la presión de un gas encerrado en cada uno de los tres casos mostrados en la
figura? Suponga que el líquido gris es mercurio.
Química de Chang
Ejemplo 5.1 La presión exterior a un avión a gran altitud cae considerablemente por debajo
de la presión atmosférica estándar. Por ello, el aire dentro de la cabina debe
presurizarse para proteger a los pasajeros. ¿Cuál es la presión, en atmósferas,
dentro de la cabina si la lectura barométrica es de 688 mmHg?
Práctica 5.1 Convierte 749 mmHg a atmósferas.
Ejemplo 5.2 La presión atmosférica en San Francisco, en cierto día, fue de 732 mmHg. ¿Cuál
era esta presión en kPa?
Práctica 5.2 Convierte 295 mmHg a kilopascales.
Referencias
Brown, T.
L., LeMay, H. E. Jr., Bursten, B. E., Murphy, C. J., & Woodward, P. M.
(2022). Chemistry: The Central Science (15th ed., AP Edition). Pearson Savvas
Higher Education.
Chang, R.,
& Overby, J. (2010). Chemistry (10th ed., AP Edition). McGraw Hill.
García
García, J. L. (2025). Dimensional Analysis in Chemistry Textbooks 1900-2020 and
an Algebraic Alternative. Educación química, 36(1), 82-108.
García García, J. L. (2025). Química general: Una guía moderna para bachillerato y universidad con enfoque algebraico. Ciencias de Joseleg.
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