TAREA DE TÓPICOS SELECTOS DE FÍSICA: TERMODINÁMICA

I    T    E    S    C    A

TAREA DE TÓPICOS SELECTOS DE FÍSICA: TERMODINÁMICA

1. Un gas ideal se encuentra inicialmente a 0.85 atm y 660C se expande hasta un volumen final de 94 ml, una presión de 0.60 atm y una temperatura de 450C. ¿Cuál era su volumen inicial?

2. Considere una mezcla de gas que se compone de 10 Kg de Oxígeno, 8 Kg de Nitrógeno, y 12 Kg de Metano CH4, Determine:

a) Fracción de masa de cada componente.

b) Fracción molar de cada componente.

c) Peso molecular de la mezcla

3. Calcula el calor cuando se calientan 6 moles de etano desde 230C hasta 780C, considerando las capacidades caloríficas en función de la temperatura:

a) A presión constante

b) A volumen constante

4. Un mol de gas ideal realiza 3000 J de trabajo mientras se expande isotérmicamente hasta una presión de 1 atm y un volumen de 25 litros. Calcular: a) el volumen inicial del gas, b) temperatura del gas, c) ΛU,  ΛH, Q y   ΛS

5. Una mezcla de gases contiene 4,46 moles de neón (Ne), 0,74 moles de argón (Ar), y  2,15 moles de xenón (Xe). Determine las presiones parciales de los gases si la presión total es de 2,00 atm a cierta temperatura.

6. Un gas esta a una presión de 1.5 atm y a un volumen de 4 m3. Calcular el trabajo realizado por el gas cuando: a) se expande a una presión contante hasta el doble de su volumen inicial y b) se comprime a presión constante hasta un cuarto de su volumen inicial.

7. Helio a 300˚K se expande en forma isobárica a una presión de 2.5 KPa. Si el volumen aumenta de 1 a 3 metros cúbicos y se agregan 12,500 J de calor al sistema, calcular: a) La temperatura final del gas y b) ΛU,  ΛH, W y   ΛS.

8. Calcule Q, W, ΛU, ΛH y ΛS para la transformación de 2 moles de aire desde 10 l y 10˚C hasta 60 l y 60˚C en un proceso:

a) adiabático

b) politrópico con   N = 1.7

9. Un mol de un gas ideal, Cv = 20.8 J/ mol ˚K, se transforma a volumen constante desde 0 hasta 75  ˚C. Calcular: ΛU,  Q,  ΛH, W y   ΛS.

10. Un mol de aire describe un ciclo termodinámico formado por los siguientes procesos:

a) Proceso isobárico a 1.8 bar, desde una temperatura de 300 ˚K hasta que su volumen es 0.040 m3.

b) Expansión politrópica con k = 3

c) Compresión isotérmica hasta restablecer las condiciones iniciales.

Determinar:

• Todos los valores de P, T y V de cada punto.
• El diagrama P vs V para el ciclo.
•   Calcular: ΛH, ΛS, ΛU, W y Q para cada proceso.

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