1. Un mol de gas ideal se comprime a presión constante de 2 atm. La temperatura cambia de 100 ºC a 25 ºC.

a) ¿Cuál es el valor del trabajo?

b) Si Cv = 3 cal / K·mol, calcular Q, DE y DH.

Solución:

a) Se trata de una expansión contra una presión de oposición constante. Necesitamos primero los valores de los volúmenes inicial y final.

De la fórmula del Gas Ideal: PV = nRT, V1 = (1) (0.082) (373) / 2 = 15.3 lt/mol.

V2 = (1) (0.082) (298) / 2 = 12.2 lt.

W = (2 atm) (12.2 - 15.3) lt = - 6.2 lt atm

Para convertir los lt atm en calorías, multiplicamos por R en calorías (2) y dividimos por R en lt atm (0.082):

(-6.2 lt atm) (2 cal /mol K) / (0.082 lt atm / mol K) = - 151.22 cal.

b) Cp = Cv + R = 3 + 2 = 5 cal / K mol

Qp = ΔH = n Cp ΔT = (1mol) (3 cal /mol K) (298 - 373) K = - 375 cal/mol

ΔE = n Cv ΔT = (1mol) (3cal / molK) (298 - 373) = - 225 cal.

2. Considerando los calores de combustión de las siguientes reacciones a 20 ºC, calcular en las mismas condiciones, el cambio de entalpía (H) para la siguiente reacción:

CH3CH3 + H2 = 2CH4

Reacción DH (kcal / mol)

1. CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) - 212.8

2. CH3CH3(g) + 7/2 O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l) - 372.8

3. H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l) - 68.4

Solución:

La entalpía de la reacción es la suma algebraica:

2. CH3CH3(g) + 7/2 O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l)

3. H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)

CH3CH3(g) + H2(g) + 9/2O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l)

- 2(1): 2CO2(g) + 4H2O(l) = 2CH4(g) + 4O2(g)

CH3CH3 + H2 = 2CH4

Sustituyendo valores: DH2 + DH3 – 2DH1 = 372.8 + - 68.3 – 2(-212.8) = - 15.6 kcal / mol

La presión atmosférica en Marte es de 5,60 mmHg Exprese esa presión en atm y Pascales

1atmósfera= 760 torr= 760 mmHg = 1,013 x10 5 Pascal

760 mmHg -----1 atm

5,60 mmHg ----X 7,36x 10-3 atm

760 mmHg----1,013 x10 5 Pascal

5,60 mmHg---------X 1,013 x10 5 Pascal X 5,60 mmHg = 7,46 102 Pa 760 mmHg

2) En condiciones de P constante, una muestra de gas H con un volumen inicial de 9,6 litro a 88 ºC se enfría hasta que su volumen final es de 3,4 l. ¿Cuál es su temperatura final?

P =CTE.

V1= 9,6 litros V2 = 3,4 litros

T1 = 88 ºC = 361 ºK T2= ?????

V1 = V2 T2 = V2 T1 T2 = 3,4 litros 361ºK = T1 T2 V1 9,6 litros

T2 = 129º Kelvin

3) Una cierta cantidad de gas está contenida en un recipiente de vidrio a 25 ºC y 0,8 atm. Si el recipiente puede soportar una presión de hasta 2 atm. ¿Cuánto se puede elevar la temperatura sin que se rompa el recipiente?

T = 25 ºC + 273 = 298 ºK T2??

P1 = 0,8 atm P2 = 2 atm

P1 T2 = P2 T1 T2 = P2 T1 = 2 atm 298 ºK = P1 0,8 atm

T2 = 745 º K

4) Una muestra de gas ocupa un volumen de 0,452 l medido a 87 º C y 0.620 atm. ¿Cuál es su volumen a 1 atm y 0 ºC ¿

V1 0,452 litros V2 ¿?

T1 87 ºC +273= 360 ºK T2 273 ºK

P1 = 0,620 atm P2 = 1 atm

V2= V1 P1 T2 V2 = 0,452 l 0,620 atm 273 º K T1 P2 360 º K 1 atm

V2 = 0,213 litros

5) Se tienen 375 litros de gas medidos a 25ºC y 10 atm de presión Sufre una transformación isocórica al elevarse la temperatura a 263 º C. Hallar la presión final del sistema

V = 373 litros Volumen constante = transformación isocórica

T1 = 25 º C 298 ºK T2 263 ºC =536 ºK

P1 = 10 atm P2 = ¿???

P1 T2 = P2 T1 P2 = 10 atm 536 ºK 298º K P2 17,98 atm

6) Cuando se vaporizan 2,96 gramos de cloruro mercúrico en una ampolla de 1 litro a 680ºK, la presión resultante es de 458 torr. ¿Cuál es el peso molecular y la fórmula molecular del vapor de cloruro mercúrico?

Masa = 296 gramos Presión = 458 Torr

Volumen 1 l

T = 680 ºK PM ¿?

PV = m R T PM760 Torr ------1 atm

458 Torr ------ X 0.603 atm

2,96 gramos 0,082 litro atm = 274 Hg Cl2 0,603 atm 1 litro ºK gramo mol

7) Si se colocan 2 gramos de He y 2 gramos de H2 en una ampolla de 15 litros ¿Cuál será la fracción molar de cada gas ¿ Si la ampolla se mantiene a 30ªC ¿Cuáles serán las presiones parciales y la presión total?

Se llama fracción molar X de un gas a una cantidad adimensional que expresa la relación del nº de moles de un componente con el nº de moles de todos los componentes presentes(nº total de moles) Si A y B son los gases de la mezcla XA es la fracción molar del gas A y XB la fracción molar del gas B, así; XA = nA XA + XB = 1

nA + nB

Presión parcial del gas A será pA = XA Ptotal

Masa de He 2 gramos PM =4 masa de H2 = 2 gramos PM = 2

Volumen 15 litros

T = 303ºK

Pv = masa/PM RT

pA (presión parcial del gas A) = 2 gramos 0,082 l atm 303 ºK 4 15 litros

pA 0,8,28 atm pB 1,65 atm Ptotal 2,48 atm

número total de moles

1 mol de He ----4 gramos 2gramos =1 mol de H2

0,5 mol --------- 2 gramos

XA= 0,5/1,5 = 0,33 XB = 1/1,5= 0,66 X = 1

http://www.frlp.utn.edu.ar/materias/qcasis/pra9.html