Ejercicios Fisicoquímica.

INFORME EJERCICIOS CAPITULO 1. GASES.

Ejemplo 1.1

Un Globo esférico de 6 m de diámetro, se llena con hidrogeno gaseoso a 20°C y 200 kpa. Determine el número de kn y la masa en kg de H2(g) en el globo.

Solución:

Tomamos la R acorde a nuestro sistema de unidades

R= 8.314 kp m3/kn*K

Luego hallamos el volumen usando la fórmula de la esfera

V= 4/3 πr3 = 4/3 π*(3m)3 = 113.0976

Luego con la fórmula de los gases ideales PV=nRT  (1.10) de la página 19 del libro guía despejamos la cantidad molar del gas que tiene el globo

n=PV/RT = [pic 1]

Pasando molaridad a gramos por el peso atómico del H2

9.28kn* =18.56kg - Que sería la cantidad de masa en kg del H2 dentro del globo[pic 2]

Ejemplo 1.2

Un globo esférico de 25 pies de diámetro, se llena con hidrógeno gaseoso a 70°F y 30 psia. Determine el número de libras mol y masa en libras de hidrogeno H2 (g) en el globo.

Solución:

Tomamos la R acorde a nuestro sistema de unidades

R= 10.73 psia*pie3/(R*lbn)

Luego hallamos el volumen usando la fórmula de la esfera

V= 4/3 πr3 = 4/3*π*(12.5 pies)3 = 8181.25 pies3

Luego con la fórmula de los gases ideales PV=nRT  (1.10) de la página 19 del libro guía despejamos la cantidad molar en lbmol del gas que tiene el globo

n=PV/RT = [pic 3]

Pasando molaridad a gramos por el peso atómico del H2

43.16 lbmol* =86.32 lb - Que sería la cantidad de masa en kg del H2 dentro del globo[pic 4]

Ejemplo 1.3

Calcular la densidad en lb/pie3 a 20 pulg Hg y 30°C de una mezcla de H2 y O2 que contienen 11.1% de H2 en peso

Solución:

La fracción en peso Wi para cada componente es el porcentaje en peso dividido por  100. Para convertir fracción en peso en fracción molar se utiliza la ecuación 1.13. Para calcular la densidad es necesario conocer la masa molar aparente Ma de la mezcla gaseosa, que se calcula con la ecuación 1.17. los resultados se encuentran en la siguiente tabla.}

Convirtiendo unidades

[pic 5]

Ejemplo 1.4

Demostrar para un gas ideal las siguientes ecuacones

1. Ecuación 1.23
2. Ecuación 1.25
3. Comprobar que:

[pic 8]

Solución:

1. Por definición:

[pic 9]

En un gas ideal:

PVm= RT       Vm = RT/P[pic 10]

Derivando la expresión de Vm con respecto a la temperatura, a presión constante:

[pic 11]

Entonces:

[pic 12]

1. Por definición

[pic 13]

En un gas ideal:

PVm= RT       Vm = RT/P[pic 14]

Derivando la expresión de Vm con respecto a la temperatura, a presión constante:

[pic 15]

Entonces:

[pic 16]

c. Verificación [pic 17][pic 18]

Para un gas ideal:

[pic 20][pic 21][pic 22][pic 23][pic 19]

Teniendo en cuenta las definiciones de  (ecuación 1.22) y  (ecuación 1.24), la expresión anterior  se transforma en  [pic 24][pic 25]

[pic 26]

Ejemplo 1.5

Con base a los siguientes datos volumétricos de un gas natural a 150°F, halle el coeficiente de comprensibilidad isométrico del gas a 150°F en 1000 psia

Solución:

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