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TALLER NÚMERO 3
1.
Solución
i) proceso adiabático Q = 0, por ser reversible Tig= 27 C (Temperatura inicial) = 300,15 KPig= 1 atm (Presión Inicial)
Cv= (3/2)R
Con
T 1γ p1
1−γ=T2γ p2
1−γEc 1
Cv = Cp –R Ec 2
Cp = (5/2)R
γ=C̄ pC̄v Ec3
γ=
52R
32R
=53
W=−ΔE Ec4
ΔE=nC̄ v ΔT Ec 5
ΔH=n C̄ pΔT Ec 6
Así de la Ec 1: (300 .)5/3 (1)−2/3=(T 2 )5/3(10 )−2/3 → T2=753 .9 K
De la Ec 5
ΔE=nC̄v ΔT=(1mol ) 32(1. 98Cal /K .mol(753 .9−300 )K=1352 cal
De la Ec 4
W=−ΔE=−1352 cal
De la Ec 6
ΔH=n C̄ pΔT=(1mol ) 52(1 .98Cal/K .mol)(753 . 9−300)K=2254 cal
ii) proceso adiabático Q = 0, por ser reversible Tig= 27 C (Temperatura inicial) = 300,15 KPig= 1 atm (Presión Inicial)
Cv= (5/2)R
Para este caso
γ=C̄ pC̄v
=
72R
52R
=75
luego
(300 .15 )7/5(1 . 0)−2 /5=(T2 )7/5 (10. 0 )−2/5 → T2=579 .21 ° K
De forma similar:
ΔE=nC̄ v ΔT=(1mol ) 52(1. 98cal /K .mol)(579 .21−300 .15 )K=1386 .23 cal
W=−ΔE=−1386 .23 cal
ΔH=n C̄ pΔT=(1mol ) 72(1.98cal /K .mol)(579 .21−300 .15 )K=1940 .72 cal
2.
Solución
T0= 25 C = 298 K
T = 125 C = 398 K
ΔH T0=ΔHT0
0 +∫T0
T
ΔC P0 dT=ΔHT0
0 +CP0 (T−T 0)
Ec 1 ΔC P
0 = ∑Pr oductos
CP0− ∑
Re ac tan tesCP
0
Ec 2
De Ec 2 Tenemos que ΔC P
0 =(6. 965+6.892 ) cal°K
−(2.066+8. 025 ) cal°K
=3 . 766 cal° K
Luego integrar de la Ec 1
ΔH 398. 150 =31382. 2Cal+(3 .766Cal/K )(398−298 )K=31760 cal
3.
Solución
Parte a)
Expansión adiabática:
Q=0
Cv = (3/2)R
Con
T 1γ p1
1−γ=T2γ p2
1−γEc 1
Cv = Cp –R Ec 2
Cp = Cv +R = (5/2)R
γ=C̄ pC̄v Ec3
γ=
52R
32R
=53
W=−ΔE Ec4
ΔE=nC̄ v ΔT Ec 5
ΔH=n C̄ pΔT Ec 6
Así de la Ec 1 y Ec 3:
(300 )5 /3(1)−2 /3=(T2 )5/3 (0.5 )−2/3 → T2=227 . 3 K
ΔE=nC̄ v ΔT=(1mol ) 32(1.98Cal /K .mol )(227 .3−300)K=−-215,9 cal
De la Ec 4
W=−ΔE=215,9 cal
De la Ec 6
ΔH=nC̄ pΔT=(1mol ) 52(1 . 98Cal/K .mol)(227 .3−300)K=-359,8 cal
4.
Solución
Tenemos que pV = nRT
V = nRT/p Ec1
n = 1 mol
T1 = 100°C = 373 K, T2 = 25 °C = 298 K
R = 0,082 atmL/molK = 1.98 Cal/mol K
Cv= 3 Cal/molK
Cp=Cv+R Ec2
Cp= 4.98 Cal/molK
ΔE =nCv(T2- T1) Ec3
W =P ΔV Ec4
Ec5
ΔH=nC̄ p( T2- T1) Ec6
P = 2 atm
a) p = 2 atm, para T1 = 100°C = 373 K, T2 = 25 °C = 298 K, se halla V1 = 0,082 x 373/2 = 15.3 L V2 = 0,082 x 298/2 = 12.2 L
De la Ec 4
W= -628 Joul= -150.1 Cal
b) De la Ec 3, Ec 4, Ec 5 y Ec 6
ΔE = -225Cal
Q = -225Cal -150 Cal = -375 Cal
ΔH=-373 .5 cal
ΔQ=ΔE+PΔV
5. Se necesitan 126,77J para fundir 1g de benceno C6H6 Calcular
a) El ΔH del proceso C6H6 (l) C6H6 (g)
Solución
Q= -126,77J
Peso Molecular del C6H6 = 78,11 g/mol
n= 1g/(78,11 g/mol)
n= 0,0128 mol
ΔH=−126 . 77J /0 .0128
ΔH=−9902 J/mol
b) Discutir el signo en el cambio de entalpía
Al pasar de sólido a líquido, es energía que se suministra (negativa), puesto que el sistema no genera un trabajo si no que se hace un trabajo sobre el sistema
6. La combustión de 2 gramos de antracita liberan 6108 0 joule. ¿Qué cantidad de este carbón se necesitan para calentar 10 litros de agua desde la temperatura ambiente (20°C) hasta el punto de ebullición (a la presión de 1 atm), suponiendo que el proceso es 100 % eficiente? El calor específico del agua es 4,18 J/g* °C y su densidad a 20°C se puede considerar como 1g/ml.
7. Determinar la temperatura final cuando 50 g de hielo a 0°C se mezclan con 100 g de agua a 50 °C.
8. La entalpía de combustión del azufre rómbico es -296,90 KJ/ mol. La entalpia de combustión del azufre monoclínico es -296,56 KJ/ mol. ¿Cuál es la entalpía de transición del azufre rómbico al monoclínico?
9. La energía del enlace Mn-F es 422,58 KJ. Calcular el calor de descomposición del MnF2 (s) Mn (s) + 2F (g). Se tienen los siguientes datos adicionales
MnF2 (g) + Mn (g) 2MnF(g)ΔH° = -317,98 KJ.
10. Uno de los usos del amoniaco, NH3 , es como refrigerante. Cuando el amoniaco líquido se evapora a -28,9 °C, Su calor molar de vaporización a esa temperatura es 19,8 calorías/ mol. Calcular la cantidad de calor absorbido cuando se evaporan 625 g de amoniaco a estas condiciones.
11. El calor molarde vaporización del aguaes 540 cal/ g.a) ¿Cuantas calorías se necesitan para vaporizar 100 g de agua a 100 °C y presión atmosférica normal?b) ¿Cuál es el calor molar de vaporización del agua?
12. La ecuación termoquímica del calor de combustión del acetileno C2H2
es:C2H2(g) + 5/2 O2(g) 2CO2 (g) + H2O (l) ΔH= -1301,22 KJ. Calcular el calor liberado cuando se queman 6 gramos de acetileno.