TERMODINAMICA DE MATERIALES PROBLEMAS PROPUESTOS
Enviado por Paul Malca • 25 de Noviembre de 2016 • Documentos de Investigación • 1.651 Palabras (7 Páginas) • 2.487 Visitas
TERMODINAMICA DE MATERIALES
PROBLEMAS PROPUESTOS
Prof. Ing. Danny M. Chávez Novoa
Recomendación: Es necesario que cuente con una tabla de conversión de unidades, una tabla periódica y una calculadora.
Propiedades de Gases
1.- La composición de una mezcla de gases en porcentaje en volumen es 30% de N2, 50% CO, 15% H2 y 5% O2. Calcular el Porcentaje en peso de cada gas de la mezcla.
2.- Suponiendo que el aire seco contiene 79% N2 y 21%O2 en volumen, Calcular la densidad del aire húmedo a 25°C y 1 atm de presión cuando la humedad relativa es 60%. El vapor de agua tiene una presión de 23.76 mmHg a dicha temperatura.
Humedad relativa = [(Presión de vapor agua en el aire)/(Presión vapor de agua)x 100]
3.- A una Temperatura constante de 27°C, 500 cm3 de H2 medidos a 400 mmHg y 1000 cm3 de N2 medidos a 600 mmHg son colocados dentro de un frasco de 2 L de capacidad. Calcular la presión resultante.
4.- Una mezcla de gases está compuesta de etano y butano. Se llena un bulbo de 200 cm3 de capacidad con la mezcla a una presión de 750 mmHg y 20°C. Si el peso del gas en el bulbo es 0.3846 gr, ¿Cuál es el porcentaje molar de butano en la mezcla?
5.- Un bulbo de 138.2 ml contiene 0.6946 gr de gas a 756.2 mmHg y 100°C. ¿Cuál es el peso molecular del gas?
6.- La densidad de un determinado gas a 30°C y a 1.3 atm de presión es 0.027 g/cm3, ¿Cuál es su peso molecular?
7.- La densidad de cierto gas es 1.64 g/L. A la misma Temperatura y Presión, el Oxígeno (O2) tiene la densidad de 1.45 g/L. ¿Cuál es el peso molecular de aquel cierto gas?
8.- Hallar la densidad del gas amoníaco a 100°C cuando está encerrado a una presión de 1600 mmHg.
9.- Un gramo de H2 y 1 gramo de O2 se colocan en una botella de dos litros a 27°C. Calcular la presión parcial de cada gas, la presión total y la composición de la mezcla en moles por ciento.
Gases Reales
10.- Mediante la ecuación de Van der Waals, hallar la Temperatura a la cual 3 moles de SO2 ocupan un Volumen de 10 L. a la presión de 15 atm.
11.- A 0°C y bajo una presión de 100 atm, el factor de compresibilidad del O2 es 0.927. Calcular el peso de O2 necesario para llenar un cilindro de gas de 100 litros de capacidad bajo las condiciones dadas.
12.- Utilizando la ecuación explícita en volumen de Beattie – Bridgeman, calcular la densidad en gr/cm3 del N2 a 0°C y 100 atm de presión.
13.- El factor de compresibilidad para el metano está dado por Z = 1 + BP + CP2 + DP3., si “P” es la presión y está dada en atmosferas; los valores de las constantes son las siguientes:
T (°K) | B | C | D |
200 | -5,74x10-3 | 6,86x10-6 | 18,0x10-9 |
1000 | 0,189x10-3 | 0,275x10-6 | 0,144x10-9 |
Indique a qué Temperatura el metano tiene un comportamiento que se acerque al ideal.
14.- Cierta cantidad de metano ocupa un volumen de 0.138 L bajo una presión de 300 atm y 200°C de Temperatura, y se desea conocer su volumen a 600 atm y 0 °C, los valores de Z en las condiciones iniciales y finales del problema son: 1.067 y 1.367.
Energía y Primera Ley de la Termodinámica
15.- Una solución contiene 50% de agua, 35% de alcohol etílico y 15% de acido acético en peso. Calcular la fracción molar de cada componente en la mezcla.
16.- Un peso de 1000 gr. Cae libremente sobre una plataforma desde una altura de 10 m. ¿Cuál será la cantidad de calor desprendido cuando el peso golpea la plataforma?
17.- Un pistón cuya área es de 60 cm2 se desplaza una distancia de 20 cm. contra un presión de 3 atm desarrollado por un gas. Calcular el Trabajo hecho en: (a) Joules, (b) Calorías.
18.- Un gas se expande contra una presión de 2 atm desde 10 hasta 20 L, y absorbe 300 Cal. ¿Cuál es el cambio de la energía interna del gas?
19.- Un gas se expande contra una presión variable oponente dada por la relación P = 10/V atm, donde V es el volumen del gas en cada etapa de la expansión. Cuando ésta es de 10 a 100 L, el gas experimenta un cambio de energía interna de 100 calorías. ¿Cuánto calor absorbe el gas durante el proceso?
20.- Calcular el trabajo realizado por 5 moles de un gas ideal durante la expansión desde 5 atm y 25°C hasta 2 atm y 50 °C venciendo una presión constante de 0.5 atm. Si para el gas Cp = 5.0 Cal/mol. °K, Hallar ΔU, ΔH y Q en este proceso.
21.- Para cierto gas ideal Cp = 8.58 Cal/mol °K. ¿Cuál será el volumen y la temperatura final de dos moles de gas a 20°C y 15 atm, cuando se dejan expandir adiabáticamente hasta una presión de 5 atm?
22.- Los cambios de entalpia para las siguientes reacciones son:
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