Resumen Equilibrio y Cinetica

Serie 1 de Equilibrio y cinética

Prof. Jesús Hernández Trujillo. Facultad de Química, UNAM

28 de agosto de 2017

Fecha de entrega: 6 de septiembre de 2017

En algunos problemas, se presenta la respuesta en formato de opción múltiple. En cada problema, incluye el procedimiento de solución.

1. Para cierto material, se encuentra que la dependencia de la energía libre de Helmholtzcon la temperatura está dada por A(T) = aT + b + c/T, donde a,b y c son constantes. ¿Cuál es la expresión de la entropía de esta substancia como función de la temperatura?

        (a) a − c/T2        (b) −a + c/T2        (c) aT2/2 + bT + clnT

1. Considera la siguiente expresión de la entropía:

S(U,V,N) = k(NV U)1/3

donde k es una constante.

1. Determina si se trata de una función homogénea de grado 1 y que, por lo tanto, sí corresponde a una propiedad extensiva.

        (a) sí        (b) no

1. Encuentra la expresión de T = T(U,V,N).

        (a) 3k−1(U2/[NV ])1/3        (b) 3−1k (NV/U2)1/3        (c) 3−1k (V U/N2)1/3

1. Utiliza la relación de Maxwell correspondiente a dU = TdS −pdV para obtener el valor de (∂p/∂S)V para 1 mol de He a 1 atm y 298.15 K y C¯v = 3R/2. Ayuda: En este caso, es útil la relación T = T1(V1/V )R/C¯v, donde T1 y V1 son constantes, que se cumple para un gas ideal en un proceso reversible adiabático (recuerda que un proceso adiabático transcurre a S constante).

        (a) 8124.85 K/m3        (b) 3741.02 K/m3        (c) 2220.10 K/m3

1. Encuentra ∆G y ∆S para la expansión isotérmica de 2 mol de gas ideal desde 4 hasta 2 atm a 300 K. ¿Es espontáneo el proceso?

1. −34.10 J; 0.11 J/K;sí        (b) 0.693 kJ; −2.31 J/K; no        (c) −3.46 kJ; 11.53 J/K; sí

1

1. Un gas obedece la ecuación virial:

        pV¯        B2

[pic 1]RT = 1 + V¯ ,[pic 2]

donde V¯ es el volumen molar y B2 es una constante. Encuentra la expresión para ∆A en la expansión isotérmica desde V1 hasta V2 de n moles de gas. Calcula ∆A para la expansión de 2 mol de Ar de 10 a 25 L a 273.15 K. En este caso, B2 = −2.15 × 10−5 m3/mol. Compara el resultado con el valor para el gas ideal.

1. −2.077 kJ (g.i.: −2.081 kJ)        (b) −4.150 kJ (g.i.: −4.162 J)

(c) 2.081 kJ (g.i.: 2.081 kJ)

1. Un gas obedece la ecuación de estado:

pV¯ = RT + A2p

donde A2 es una constante. Encuentra la expresión para ∆G en un proceso isotérmico. Obtén el valor de ∆G para la compresión isotérmica de 2 mol de CO2 a

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