EJERCICIOS PARA RESOLVER DE FISICOQUIMICA
Enviado por ghostfire10 • 10 de Agosto de 2016 • Tarea • 2.383 Palabras (10 Páginas) • 2.974 Visitas
EJERCICIOS PARA RESOLVER DE FISICOQUIMICA
1. Un mol de gas de Van der Waals a 27 °C se expande isotérmica y reversiblemente desde 10 hasta 30 L. Calcular el trabajo producido:
a = 5. 49 L2atm/ mol, b = 0.064 L/ mol.
2. A partir del valor de Cp, para el oxígeno calcular Q, W, ∆U y ∆H para el cambio de estado:
- p = constante, 100°C a 300°C.
- V = constante, 100°C a 300°C.
Cp = 6.0954 + 3.2533x 10-3T - 10.171x 10-7 T2
3. Un mol de un gas ideal a 27°C y 10 atm de presión, se expande adiabáticamente hasta una presión constante opositora de 1 atm. Calcular la temperatura final, Q, W, ∆U y ∆H para los dos casos, en que Cv = (3/2)R y Cv = (5/2)R
4. Tres moles de un gas ideal se expanden de T, p1, V1 a T, p2, V2 en dos etapas:
Presión de oposición | Variación de volumen | |
Primera etapa | P’ (constante) | V1 a V’ |
Segunda etapa | P2 (constante) | V’ a V2 |
Especificamos que el punto P’, V’ está sobre la isoterma a la temperatura T.
- Formular la expresión para el trabajo producido en esta expansión en términos de T, p1, p2 y P’.
- ¿Para qué valor de P’ tiene el trabajo un valor máximo en esta expansión en dos etapas? ¿Cuál es el valor máximo del trabajo producido?
5. A 27 oC una mezcla de gases en un campo gravitacional ejerce una presión total de 14.7 PSI y consta de 0.600 de fracción mol de N2, el resto es CO2.
a) Calcúlense las presiones parciales de N2 y CO2, la presión total y la fracción mol de N2 en la mezcla a una altura de 70 Km.
b) Calcúlese el número de moles de N2 a una altura entre 0 y 70 Km. en una columna cuya área de sección transversal es de 5 m2.
6. Un mol de un gas ideal, inicialmente a 35°C, se expande:
- Isotérmicamente y reversiblemente desde 40 a 60 L/ mol, e
- Isotérmicamente e irreversiblemente contra una presión de oposición cero (expansión de Joule) desde 40 a 60 L/ mol. Calcular ∆U, Q y W para (a) y (b).
7. Una rueda de un automóvil contiene aire a una presión total de 320 kPa y 20°C. Se retira la válvula y se permite que el aire se expanda adiabáticamente contra una presión externa constante de 100 kPa hasta que la presión dentro y fuera de la rueda es la misma. La capacidad calorífica molar del aire es Cv,m = 5/2 R. El aire puede considerarse como un gas ideal. Calcúlense la temperatura final del gas en la rueda, Q, W, ΔU y ΔH.
8. Un mol de un gas ideal experimenta una compresión adiabática en una sola etapa con una presión de oposición constante igual a 1,00 MPa. Inicialmente, el gas se encuentra a 27 °C y 0,100 MPa de presión. La presión final es 1,00 MPa. Calcúlese la temperatura final del gas, Q, W, ΔU y ΔH. Hágase esto para dos casos:
Caso 1. Gas monoatómico, Cv,m = 3/2 R.
Caso 2. Gas diatómico, Cv,m = 5/2 R.
9. a) Tres moles de un gas ideal a 27°C con un Cv = 3/2R experimentan una expansión isotérmica reversible desde 20 dm3 hasta 60 dm3. Calcúlese. Q, W, ΔU y ΔH. b) Calcúlense Q, W, ΔU y ΔH si el mismo gas a 27°C tiene una compresión isotérmica reversible de 60 dm3 hasta 20 dm3.
10. Un sistema contiene un gas cuya capacidad calorífica molar a presión constante es 5R/2, y y sigue la ecuación de estado: PV= n (RT+BP), con B=82 cm3mol-1. Determinar:
a) el coeficiente de expansión térmica y el factor de compresibilidad isoterma del sistema;
b) su coeficiente de Joule-Thomson;
c) la temperatura final del gas cuando un mol de este sufre una expansión adiabática estrangulada desde 500K y 50 atm hasta una presión final de 1 atm
d) ΔH, W en el caso anterior.
11. Derive expresiones generales para los cambios en H correspondientes a los cambios de estado p1,T1→p2,T2 para un gas cuya ecuación de estado es:
[pic 1] Con b y c constantes.
12. Un mol de un gas ideal está encerrado a una presión constante Pop = p = 2 atm. La temperatura varía desde 100ºC hasta 25ºC.
a) Cual es el valor de W?
b) Si Cv,m = 3 cal/K mol, calcular Q, ΔU y ΔH.
13. Si un gas ideal se somete a una expansión politrópica reversible, se cumple que pVn = C, donde C y n son constantes y n > 1.
a) Calcular el trabajo para esta expansión, si un mol de gas se expande de V1 a V2 y si T = 300ºC, T2 = 200ºC y n = 2.
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