ejercicios 4ta unidad18.1 Un tanque de 20 L contiene 0.225 Kg de helio a 18 ªC. La masa molar del helio es de 4 g/mol.

A) ¿Cuántos moles de helio hay en el tanque?

n=m/M=0.225Kg/0.004Kg/mol=56.25 mol

B) Calcule la presión en el tanque en Pa y atm.

p=nRT/V P=(56.25 mol)(0.08206 L*atm/mol*K)(291.15K)/20.0L

1 atm=101300N/M2,

por lo tantoP=6807360 Pa

18.3 Un tanque cilíndrico tiene un pistón ajustado que permite cambiar el volumen del tanque. El tanque contiene originalmente 0.110 m3 de aire a 3.40 atm de presión. Se tira lentamente del pistón hasta aumentar el volumen del aire a 0.390 m3. Si la temperatura no cambia, ¿qué valor final tiene la presión?

P2=P1(V1/V2), P2=3.40atm(0.110M3/0.390m3)=0.958atm aproximadamente 0.96atm

18.23 ¿Qué volumen tienen 3 moles de cobre?

V=m/p, m=NM

m=3 mol(0.06354Kg/mol)=0.1906 K

V=0.1906 Kg/8900Kg/M3=0.0000214 m3=21.4cm3

18.33 Tenemos dos cajas del mismo tamaño, A y B. Cada caja contiene un gas que se comporta como gas ideal. Insertamos un termómetro en cada caja y vemos que el gas de la caja A está a 50ªC, mientras que el de la caja B está a 10ªC. Esto es todo lo que sabemos acerca del gas contenido en las cajas. ¿Cuáles de las afirmaciones siguientes deben ser verdad? ¿Cuáles podrían ser verdad?

A) La presión en A es mayor que en B.

como no se conoce la n para cada caja la presion podria ser mayor

b) Hay más moléculas en A que en B.

no conocemos cómo se comparan las presiones su número de moles podría ser más grande.

c) A y B no pueden contener el mismo tipo de gas.

no se conocen las masas de los gases por lo tanto podrían contener un mismo gas o diferente.

d) Las moléculas en A tiene en promedio más energía cinética por molécula que las de B.

es verdadera la afirmación.

e) Las moléculas en A se mueven con mayor rapidez que las de B.

No conocemos nada acerca de las masas de los atomos del gas en cada caja, así que las moléculas podrían tener una mayor velocidad media cuadrática

18.41 a) Calcule la capacidad calorífica específica a volumen constante del vapor de agua (M=18 g/mol), suponiendo que la molécula triatómica no lineal tiene tres grados de libertad traslacionales y dos grados rotacionales y que el movimiento vibracional no contribuye. b) La capacidad calorífica real del vapor de agua a baja presión es de cerca de 2000 J/Kg ªK. Compare esto con su cálculo y comente el papel real del movimiento vibracional.

Como posee 6 grados de libertad la capacidad de calor a volumen constante seria:

3R=24.9J/mol*K

CV=3R/M=(24.9J/mol*K)/0.018Kg/mol=1383.33j*Kg*K

Las vibraciones contribuyen a que haya una mayor capacidad calorífica

18.45 Para nitrógeno gaseoso (M=28 g/mol), ¿Cuál deberá ser la temperatura si la rapidez del 94.7% de las moléculas es menor:

a) 1500 m/s;

986 K

b) 1000 m/s;

438K

c) 500 m/s?

109.5K

cuestionario de termodinamica


1. ¿QUE PROPIEDADES DE LA MATERIA DEPENDEN DE LA TEMPERATURA?
Volumen, densidad y presión.
2. ¿A QUE SE LE LLAMA EQUILIBRIO TÉRMICO?
Se dice que los cuerpos en contacto térmico se encuentran en equilibrio térmico cuando no existe flujo de calor de uno hacia el otro.
3. ¿QUE ES UN AISLANTE IDEAL?
Aislante hace referencia a cualquier material que impide la transmisión de la energía en cualquiera de sus formas: con masa que impide el transporte de energía.• el aislante acústico que aísla el sonido; • el aislante eléctrico que aísla la electricidad; • el aislador de microondas que aísla circuitos de microondas; • el aislante térmico, que aísla la temperatura. • el aislador de barrera, que aísla del medio ambiente procesos de laboratorios.
4. DIBUJAR UN SISTEMA QUE REPRESENTE LA LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA, INDICANDO EL EQUILIBRIO TÉRMICO
5. ¿CUANDO SE DICE QUE DOS SISTEMAS ESTÁN EN EQUILIBRIO TÉRMICO?
Cuando dos cuerpos se encuentran en equilibrio térmico, entonces estos cuerpos tienen la misma temperatura.
6. ¿PORQUE CUANDO UNA ENFERMERA TOMA LA TEMPERATURA DE UN PACIENTE ESPERA QUE LA LECTURA DEL TERMÓMETRO DEJE DE CAMBIAR?
Porque es hasta entonces cuando la temperatura se considera correcta. Al tomar la temperatura una enfermera espera que la lectura del termómetro deje de cambiar para lograr un equilibrio térmico entre el calor del cuerpo y el ambiente.
7. MENCIONAR TRES TIPOS DE DISPOSITIVOS QUE MIDEN LA TEMPERATURA
• Termómetro
• Termopar
• Pirómetro
8. ¿CUAL ES LA TEMPERATURA DE CONGELACIÓN DEL AGUA EN Fº?
32°F
9. CALCULAR LA TEMPERATURA Fº DEL PLANETA VENUS SI EN GRADOS Cº CORRESPONDE A
460 ºC. 860°F
10. ENCONTRAR LA TEMPERATURA EN LA QUE COINCIDEN LAS ESCALAS Fº Y Cº.
-40°
11. LA TEMPERATURA DE LA CORONA SOLAR ES DE 2 X107 ºC, Y LA TEMPERATURA A LA QUE EL HELIO SE LICUA A PRESION ESTANDAR ES DE 268.93 ºC.A) EXPRESAR ESTAS TEMPERATURAS EN KELVINB) EXPLICAR PORQUE SUELE USARSE LA ESCALA KELVIN
a) K=C+273K= (2 x 107 °C) + 273 =20000273 °KK= (268.93 °C) +273= 541.93 °K
b) La escala kelvin suele usarse solo para experimentos de temperatura de tipo científico. El kelvin es la unidad de temperatura de la escala creada por William Thompson en el año 1848, sobre la base del grado Celsius, estableciendo el punto cero en el cero absoluto (−273,15 °C) y conservando la misma dimensión. William Thompson, quien más tarde sería Lord Kelvin, a sus 24 años introdujo la escala de temperatura termodinámica, y la unidad fue nombrada en su honor.
12. DOS VASOS DE AGUA A, B ESTAN INICIALMENTE A LA MISMA TEMPERATURA. LA TEMPERATURA DEL AGUA DEL VASO SE AUMENTA 10 ºF Y LA DEL VASO B 10ºK, ¿CUAL VASO ESTÁ AHORA A MAYOR TEMPERATURA?
°C= °F – 32 / 1.8
°C = 10°F – 32 / 1.8
°C= -12.22 10° C
°C = k-273
°C = 10 °K – 273 = -263 °C
El vaso A sigue estando a mayor temperatura.