TAREA S5 FISICATERMODINAMICA

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DESARROLLO

1.- Determine la presión de 1 mol de oxígeno en un volumen de 0,24 litros y a una temperatura de 298K. Considere: a = 1,36   b = 0,0318 [pic 7][pic 8]

Ej.:

Ecuación: PV = n*R*T

V: 0,24 L = 0,00024 m3

n: 1 mol

T: 298°k

K: 8.3145 J/mol°k

Sustitución:

P = 1 mol * 8.3145 J/mol°k * 298°k / 0.00024 m3

P = 10.323 MPa

2. En una habitación de 80 m3 y que contiene aire seco a 25°C se introducen 500g. de vapor de agua a la misma temperatura, determine:

Dato de tablas: a 25 ºC la presión de vapor de agua es 3,17 kPa.

a) Humedad absoluta:  

Habs = mvap / Vtot

Habs = 500 g / 80 m3

Habs = 6,25 g / m3

b) Humedad relativa:

       18 g agua                1 mol[pic 9]

500 g agua                  X[pic 10]

X = 27,7 moles

Ppvap = n*R*T / V

Ppvap = 27,7 moles * 8.314 J/moles-1 k -1 * 298°k / 80 m3

Ppvap = 0,86 kPa

La humedad relativa es:

HR = Ppvap / Psat

HR = 0,86 kPa / 3,17 kPa

HR = 0,27                HR % = 27%[pic 11]

3.- En un proceso adiabático con gas ideal, la presión disminuye. Entonces, ¿la energía interna del gas aumenta o disminuye durante ese proceso? Explique su razonamiento.

R.- Bueno, si la presión 2 disminuye, eso significaría que p2 > p1 y v2 < v1, eso quiere decir que hay una expansión de gas actuando en el sistema sobre el entorno, por lo cual W > 0. Por lo que en un proceso adiabático encontramos que Q = ΔU + W = 0 por lo tanto ΔU = -W, entonces ΔU es menor que 0, por lo que la energía disminuye.

4.- Dentro de una mina se encuentran realizando pruebas a una barra de hierro en un horno. La barra tiene una longitud de 7,5 metros, la temperatura normal de trabajo del hierro sin ser sometido a calor es del 12,3 °C, cuando la barra es introducida a la lava se espera hasta que este alcance 700°C para retirarla ¿Cuál es el largo de la barra de hierro una vez retirada la barra de hierro de la lava?

R.- A partir de la Tabla de Coeficiente de Dilatación del Hierro es de:

α = 1,2 × 10−5°C

Con esto se puede plantear la ecuación para la dilatación:

(𝐿𝑓 − 𝐿𝑖) = 𝐿𝑖 ∙ (𝑇𝑓 − 𝑇𝑖) ∙ 𝛼

(𝐿𝑓 – 7,5 m) = 7,5 m * (700 °C − 12,3 °C) * 1,2 * 10−5 °C

(𝐿𝑓 – 7,5 m) = 0,061 m

𝐿𝑓 = 0,061 m + 7,5 m

𝐿𝑓 = 7,561 m

La barra de Hierro retirada de la lava creció 0,061 m o 6,1 cm.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

IACC (2020). Teoría cinética de los gases. Parte II. FÍSICA TERMODINÁMICA. Semana 5

IACC (2020). Material de apoyo. Teoría cinética de los gases. Parte II. FÍSICA TERMODINÁMICA. Semana 5

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