EJERCICIOS FICICOQUÍMICA 1.
a" b"
Un gas ideal sufre una expansión isotérmica reversible desde un volumen inicial V 1 hasta un volumen final 10 V 1 haciendo un trabajo de 5000 cal. Si la presión inicial fue de 50 atm calcule!
#a temperatura del proceso si se trabajó con $ moles de gas %l valor de V 1
SOLUCION: a"
& ' ()n #n V $ V1
OBS: ('0.0*$+$,.$ ' 1.-*, cal
5000 cal ' 1.-*, cal ) $ mol" #n 10V1 mol/ V1 T= 547 K b" V1 ' ()n 50 atm" V1 ' 0.0*$ atm/# 5,2 " $ mol" mol/ V1 =1.79 L
ara cierto gas ideal 3v ' 4.24 calmol 63. Si 10 moles de este se calientan desde 0 hasta 1006 3 calcule la U 7 la entalp8a. SOLUCION: U ' 3v + d) U ' n + 3v + d) U ' 10 moles" 4.24 cal 100 9 0" 63 mol/63 U = 6760 !" #uego de 3p ' 3v : ( 3p ' 4.24 : 1.-*2 3p ' *.2,2 cal mol/63 2.
%ntonces!
%.
; ' n + 3p + d) ; ' 10 moles" *.2,2cal mol/63" 100 9 0" 63 # = $747 !"
Calcular ∆H a 25 ºC para la sigueinte reacción:
A partir de las siguientes reacciones:
4.
Usando la ecuación de Van der Walls calcule la Presión que ejercen 1 gra!os de dió"ido de car#ono contenidos en un $olu!en de 5 litros a %&C' Co!pare este $alor con el calculado usando la le( de )ases ideales'
*ato: a+ ,'5- at! .
2
#+'%2/ Solución: P+0 V+ 5 + %&C 34 ,1,& Hallando el número de moles : •
100 g de CO 2 m=100g M= 44g/mol = 2.3 mol
n= =
Hallando la presión por medio de la Ecuación de Van der Walls
.p6'/78.%'-8 + 5-', p6'/7+12'%7p=11.2869 atm Hallando la presión por medio de la ecuación de gases ideales p=!nt
p.5 8+.'92
8 .2', !ol8 .,1, 8
5p+5-',19 p=11.8"6# atm. 5.
Cuando dos moles de un gas ideal ocupando el volumen de 1 litro a 300K se expande isotérmicamente, el nuevo volumen es de 10 Lts.
Calcule: a.- El traa!o m"nimo contra una presi#n de 0 atm. .- El traa!o m$ximo %&raa!o reversile'. (allando a: )* + )*0%10-1' )*0 cal (allando : )* tn.ln % )* )* 113.2/ atm-L )* 113.2/%2,2 cal' )* 2,1. cal. 6.
2 moles de un gas suren una expansi#n isotérmica reversile desde 1ol %v 1' 4asta 1 ol %10 1 ' reali5ando un ) de ,000 cal. 6i la presi#n inicial ue de 0 atm. Calcule: a.- La temperatura del proceso. .- El valor de 1. c.-. El calor 7 la variaci#n de la energ"a interna. En +roceso 8sotérmico 9*(*0 a. )*tn.Ln% ' 00 cal* %1,/
' %&' %2 mol' Ln %
&* &* .033 K. . +v*tn %0 atm' %1' * %0.0/2
'
1* 1. L. c. ;, 9 9*0 %liera'
7.
0 9* ;<)
;* - )
;* -,000 cal.
Calcule el calor desprendido al ser quemados 4.00 g de metano (CH 4 25 ºC y volumen constante, si el ∆Hcomb !2"2."# $cal%mol. &oluci'n
Kcal ; ∆ H = ∆ H comb ⋅ n = −212'19 CH4 2 *2 C*2 2H20 ∆n = 1 + 2 − ( 1 + 2 ) = ∆+ ∆H
mol
q
⋅
% g
g 17 mol
= −5,'%5 Kcal
!5.045 $cal
". -ara la reacci'n C2H (g) Cl2 (g)→ C2H5Cl (g) HCl (g) &e tiene la siguiente in/ormaci'n ∆H comb C2H (g)
!4" $cal ∆H/ H2* (g) !5.# $cal ∆H/ HCl (g) 2".0 $cal%mol $.
C2H5Cl (g) " *2 (g)→ 2Cl2 (g) # C*2 (g) "0 H2* (g) Cuyo ∆H 21#$ "221. $cal a) Calcule el ∆H 21#$ y ∆+ de la reacci'n. b) sumiendo que el ∆Cp de la reacci'n es de "0.0 cal, calcule el ∆H 1#$.
&oluci'n +nerga ($cal%mol)
3eacci'n Cl2 (g) 2 C*2 (g) 5 2 H2* (g)
C2H5Cl (g) 1,% *2 (g)
Cl2 (g) H2 (g)
HCl
2".0
*2 (g)
2 C*2 (g) H2* (g)
!4"
H2* (g)
H2 (g)
C2H (g) Cl2 (g)
C2H5Cl (g) HCl (g)
C2H
∆H 1#$
/
2
!51#.5 $cal
(
)
∆n = 1 + 1 − 1 + 1 = ∆+
∆H 1#$ !51#.5 $cal
1 %
*2 (g)
!"221. ÷ 4
5.# ÷ 2 !51#.5
), a
(g)
∆ H ,-9 K = ∆ H 2-9 K + ∆Cp ⋅ ∆T = −5-9 '5 Kcal + 1
9.
cal ⋅ 1 K = 5-/ '5 Kcal
?.
Solución
3@;*
@ 3A$ ∆ ; ' 9$$1-* >? nreactivos ' 1:5 ' 4 B nproductos ' @ ⇒ ∆ n ' 9 @ ? : @ mol C *@ ?mol." C $-* ' 9$$1, >? U ' & 2212 ' 10.
g"
:
5
A$
g"
→
g"
:
,
;$A
clan con 25 gra!os de agua a 2 ºC en un recipiente aislado? @cul ser la te!peratura Binal de la !e>cla0
Solución
Una masa de 10kg de agua a 100°C se vaporiza. Determine la variai!n de entrop"a del agua en este proeso. # = $v . m = %40.10 # = %400 kal & = 100°C ' 2() = )() k *+ = #/& = %400/)() *+ = 14,% -al/- 11.
12.
l"
Otener
para la siguiente reai!n a partir de datos de tala
6oluci#n:
D
1%.
Cuando se ueman 1%0 mg de nataleno,
en un
alor"metro a volumen onstante, la temperatura aumenta en ).0% -. alular la onstante del alor"metro. Solución: *e ta#las o#tene!os el calor de co!#ustión a $olu!en constante del naBtaleno:
*e acuerdo a la pri!era le(:
14.
$a apaidad alor"3a del +"lie
solido es
( su $olu!en !olar es de
' Calcular el ca!#io de Fntrop=a para un !ol de s=lice para el proceso en el cual el estado inicial es de 1 #ar ( 2 ( el estado Binal es de 1 #ar ( 5' Solución:
Fs interesante o#ser$ar que el ca!#io de entrop=a de#ido al ca!#io de presión ? es !u( pequeGo?
? lo cual signiBica que al
au!entar la presión desde 1 asta 1 #ar la entrop=a de un !ol de
apenas
dis!inu(e en 15.
capacidad calor8fica del s8lice SiA $" sólido es! Su coeficiente de expansión térmica es 0.@5@0 x 10 /, /1 7 su volumen molar es de $$.4 cm@ mol /1. 3alcular el cambio de entrop8a para 1 mol de s8lice para el proceso en el cual el estado inicial es de 1 bar 7 $00 7 el estado final es de 1000 bar 7 500 . (esolución!
16.
Fl anlisis de una sustancia gaseosa tiene la siguiente co!posición $olu!Etrica: CI2: 7'7J? K2: 15'99J? I2:2,'52J' Calcular: a8 Fl peso !olecular pro!edio de la !e>cla #8 a co!posición en peso
c8 Fl $olu!en que ocupar=a la !e>cla a 29ºC ( /5!!!Hg' d8 as presiones parciales' L Repasar los ejercicios hechos en clase……..saludos
