Guía 5: Ecuacion general de estado 1. La presión atmosférica en Marte es de 5,60 mmHg. Exprese esa presión en atm y pascales. 2. Una cierta cantidad de gas está contenida en un recipiente de vidrio a 25°C y 0,80 atm. Si el recipiente puede soportar una presión de hasta 2 atm. ¿Cuánto se puede elevar la temperatura sin que se rompa el recipiente? 3. El nitrógeno gaseoso de una bolsa de aire de automóvil, con volumen de 65 litros ejerce una presión de 829 mmHg a 25°C. ¿Qué cantidad de N2 gaseoso (en mol) se encuentra en la bolsa de aire? 4. El globo que empleó Jacques Charles en su vuelo histórico de 1783 se llenó aproximadamente con 1300 mol de H2. Si la temperatura del gas era 23°C y su presión 750 mmHg ¿Qué volumen tenía el globo? 5. Se tiene una masa de oxígeno, que ocupa un volumen de 200 litros a la temperatura de 97 °C y presión de 100,8 kPa, se quiere saber a qué temperatura ocupará un volumen de 150 litros si la presión es de 103,5 kPa? 6. Se tiene un recipiente de 44,8 dm3 lleno con 2 moles de nitrógeno gaseoso a 273 K. Si a ese mismo recipiente se le agrega 1 mol de oxígeno gaseoso, calcular la presión final de la mezcla y las presiones parciales de cada uno de los gases. 7. Se infla un globo con helio hasta un volumen de 45 litros a temperatura ambiente (25°C). Si el globo se enfría a -10°C, ¿Cuál será el volumen final del mismo? Asuma que la presión no varía. 8. A continuación se presentan algunos resultados tipo del experimento de Boyle: Presión (mmHg) 724 869 951 998 1230 1893 2250 Volumen (L) 1,50 1,33 1,22 1,16 0,94 0,61 0,51 a. Utiliza los datos y realiza una gráfica a escala, con los valores del volumen en el eje de abscisas y los valores de la presión en el eje de las ordenadas b. Calcula la inversa del volumen (1/V). Realiza una gráfica donde en el eje de las abscisas esté el valor de 1/V y en el eje de ordenadas el valor de la presión

Fisica

Ing. Lopez Avila

1

c. Multiplica cada valor de la presión por su correspondiente valor de volumen d. Con los valores de la tabla y tus gráficas responde: i. ¿Qué tipo de gráfico es P vs V? ii. ¿Qué tipo de gráfico es P vs 1/V? iii. ¿Qué significa que obtengas una recta? ¿Cuál es la relación entre P y 1/V? iv. ¿Cuánto vale la pendiente de la recta?

Guía 6: Primera Ley de la Termodinamica 1. Se comprime un gas a presión constante de 0,8 atm de un volumen de 9 L a un volumen de 2 L. En el proceso se escapan 400 J de energía calorífica. a. Cuál es el trabajo realizado por el gas? b. Cuál es el cambio de energía interna del gas? 2. Cuanto trabajo realiza un sistema cuando 1 mol de agua a 100°C hierve y se convierte en 1 mol de vapor a 100°C a una presión de 1 atm? Determine el cambio en la energía interna del vapor al evaporarse. Considere el vapor como un gas ideal. 3. Dos recipientes térmicamente aislados están conectados por un estrecho tubo equipado con una válvula que inicialmente está cerrada. Uno de los recipientes, de 16.8 L de volumen, contiene oxígeno a una temperatura de 300 K y una presión de 1.75 atm. El otro, de 22.4 L de volumen, contiene oxígeno a una temperatura de 450 K y una presión de 2.25 atm. Cuando la válvula se abre, los gases de los dos recipientes se mezclan, y la temperatura y presión se hacen uniformes en todo el sistema. a. ¿Cuál es la temperatura final? b. ¿Cuál es la presión final? 4. Un gas ideal está encerrado en un cilindro con un émbolo movible sobre él. El émbolo tiene una masa de 8000 gr. y un área de 5 cm2 y está libre para subir y bajar, manteniendo constante la presión del gas. ¿Cuánto trabajo se realiza sobre el gas cuando la temperatura de 0.2 mol del gas se eleva de 20°C a 300°C?

Fisica

Ing. Lopez Avila

2

5. Un gas es llevado a través del proceso cíclico descrito en la figura. a. Encuentre la energía neta transferida al sistema por calor durante un ciclo completo. b. ¿Qué pasaría si? Si el ciclo se invierte, es decir, el proceso sigue la trayectoria ACBA, ¿cuál la energía neta de entrada por ciclo por calor?

6. Considere el proceso cíclico descrito en la figura anterior. Si Q negativo para el proceso BC y ∆Eint es negativo para el proceso CA. Cuáles son los signos de Q, W y ∆Eint que están asociados con cada proceso? 7. Una muestra de un gas ideal pasa por el proceso que se muestra en la figura. De A a B, el proceso es adiabático; de B a C es isobárico con 100 kJ de energía entrando al sistema por calor. De C a D, el proceso es isotérmico; de D a A, es isobárico con 150 kJ de energía saliendo del sistema por calor. Determine la Diferencia en energía interna EintB - EintA

8. Un gas ideal inicialmente a 300 K experimenta una expansión isobárica a 2,50 kPa. Si el volumen aumenta de 1.00 m3 a 3.00 m3 y 12,5 kJ se transfieren al gas por calor, ¿cuáles son a. el cambio de su energía interna b. y su temperatura final?

Fisica

Ing. Lopez Avila

3