Ejercicios de Capitulo 18 Fisica

8/16/2019 Ejercicios de Capitulo 18 Fisica

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18.1 Un tanque de 20.0 L contiene 0.225 kg de helio a 18.0 °C. La masa molar del helio es de 4.00 g >mol. a)Cu!ntos moles de helio ha" en el tanque# b) Calcule la $resi%n en el tanque en &a " atm.

18.3. Un tanque cil'ndrico tiene un $ist%n a(ustado que $ermite camiar el *olumen del tanque. +l tanque contieneoriginalmente 0.110 m, de aire a ,.40 atm de $resi%n. -e tira lentamente del $ist%n hasta aumentar el *olumen delaire a 0.,0 m,. -i la tem$eratura $ermanece constante/ qu *alor inal tiene la $resi%n#


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18.5. a) Use la le" del gas ideal $ara estimar el nmero de molculas de aire que ha" en su laoratorio de 'sica/su$oniendo que todo el aire es 32. b) Calcule la densidad de $art'culas en el laoratorio es decir/ el nmero demolculas $or cent'metro cico).

18.7. Un aguar 678 con*ertile tiene un motor de ocho cilindros. l $rinci$io de su carrera de com$resi%n/ uno delos cilindros contiene 4 cm, de aire a $resi%n atmosrica 1.01 , 105 &a) " tem$eratura de 29.0 °C. l inal de lacarrera/ el aire se ha com$rimido a un *olumen de 4:.2 cm, " la $resi%n manomtrica aument% a 2.92 , 10: &a.Calcule la tem$eratura inal.


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18.9. Un tanque cil'ndrico grande contiene 0.950 m, de nitr%geno gaseoso a 29 °C " 1.50 , 105 &a $resi%nasoluta). +l tanque tiene un $ist%n a(ustado que $ermite camiar el *olumen. ;etermine la $resi%n si el *olumen sereduce a 0.480 m, " la tem$eratura se aumenta a 159 °C.

18.11. +l gas dentro de un gloo siem$re tiene una $resi%n casi igual a la $resi%n atmosrica/ $ues sta es la$resi%n a$licada al e


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18.13. +l *olumen $ulmonar total de una estudiante de 'sica es de :.00 L. +lla llena sus $ulmones con aire a una$resi%n asoluta de 1.00 atm " luego/ deteniendo la res$iraci%n/ com$rime su ca*idad tor!cica $ara reducir su*olumen $ulmonar a 5.90 L. qu $resi%n est! ahora el aire en sus $ulmones# -u$onga que la tem$eratura delaire no camia.

18.15. Un tanque metálico con un volumen de 3.10 L revienta si la presión absoluta del gas que contieneexcede 100 atm. a) Si 11.0 moles de gas ideal se ponen en el tanque a 23.0 !" #a qu$ temperatura podrácalentarse el gas antes de que se rompa el tanque% &esprecie la expansión t$rmica del tanque. b) !on base ensu respuesta al inciso a)" #es ra'onable despreciar la expansión t$rmica del tanque% (xplique.


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18.17. !on los supuestos del eemplo 1*.+ ,sección 1*.1)" #a qu$ altura sobre el nivel del mar la presión delaire es el -0 de la presión en el nivel del mar%

18.19. !on los supuestos del eemplo 1*.+ ,sección 1*.1)" compare la densidad del aire en el nivel del mar conla densidad a una elevación de 100 m.


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18.21. / una altura de 11"000 m ,altura de crucero de un avión de reacción comercial)" la temperatura del airees de 2. ! su densidad es de 0.3+ g4m3. &etermine la presión de la atmós5era a esa altura. ,Nota: latemperatura a esta altura no es la misma que en la super6cie" as7 que no puede usarse el cálculo del eemplo1*.+ de la sección 1*.1.)

Sección 1*.2 8ropiedades moleculares de la materia18.23. Suponga que usted 9ereda de su t7o ,un qu7mico exc$ntrico) 3.00 moles de oro cuando este metal secoti'a a :1+.; por gramo. !onsulte la tabla periódica en el /p$ndice & la tabla 1+.1. a) #!uál es el valor deloro aproximando al dólar más cercano% b) Si usted tiene su oro en 5orma de pepita" #cuál será el diámetro de$sta%


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18.25. La nebulosa Laguna ,6gura 1*.2*) es una nube de 9idrógeno gaseoso que está a 3-00 a


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Sección 1*.3 Bodelo cin$ticoCmolecular del gas ideal18.31. Difusión gaseosa del uranio. a) / menudo se utili'a un proceso llamado difusión gaseosa paraseparar isótopos de uranio" es decir" átomos del elemento que tienen di5erentes masas" como 23U 23*U. (lDnico compuesto de uranio que es gaseoso a temperaturas ordinarias es el 9exaEuoruro de uranio" UF.(specule cómo las mol$culas de 23UF 23*UF podr7an separarse por di5usión molecular. b) Las masas molares

de 23UF 23*UF son 0.3+- g4mol 0.32 g4mol" respectivamente. Si el 9exaEuoruro de uranio actDa comogas ideal" determine la ra'ón entre las rapideces e6caces de las mol$culas de23UF 23*UF suponiendo que la temperatura es uni5orme. es de 1.00 atm). La temperatura en el 5ondo es de+.0 !" en la super6cie" de 23.0 !. a) !alcule la ra'ón entre el volumen de la burbua al llegar a la super6cie el que ten7a en el 5ondo. b) #8uede el bu'o detener la respiración sin peligro mientras sube del 5ondo del lago ala super6cie% #8or qu$%

18.33. =enemos dos caas del mismo tama


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18.35. a) Un deuterón" es el nDcleo de un isótopo de 9idrógeno consiste en un protón un neutrón. (l plasmade deuterones en un reactor de 5usión nuclear debe calentarse a cerca de 300 millones de elvin. !alcule la

rapide' e6ca' de los deuterones. #(s una 5racción apreciable de la rapide' de la lu' ,c 3.0 3 10* m4s)% b) #@u$temperatura tendr7a el plasma si la rapide' e6ca' de los deuterones 5uera igual a 0.10c%

18.37. a) (l ox7geno ,H2) tiene una masa molar de 32.0 g4mol. !alcule la energ7a cin$tica de traslación mediade una mol$cula de ox7geno a 300 ?. b) !alcule el valor medio del cuadrado de su rapide'. c) !alcule su rapide'e6ca'. d) !alcule la cantidad de movimiento de una mol$cula de ox7geno que viaa con esta rapide'. e) Supongaque una mol$cula de ox7geno que viaa con esta rapide' rebota entre los costados opuestos de un recipientecDbico de 0.10 m por lado. #@u$ 5uer'a media eerce sobre cada una de las paredes del recipiente% ,Supongaque la velocidad de la mol$cula es perpendicular a los dos costados que golpea.) f ) !alcule la 5uer'a media porunidad de 21 G" área. g) #!uántas mol$culas de ox7geno con esta rapide' se necesitan para producir una presiónmedia de 1 atm% h) !alcule el nDmero de mol$culas de ox7geno contenidas realmente en un recipiente de estetama


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18.39. #/ qu$ temperatura es la rapide' e6ca' de las mol$culas de nitrógeno igual a la de las mol$culas de9idrógeno a 20.0 !% ,Sugerencia: la tabla periódica del /p$ndice & indica la masa molar ,en g4mol) de todos

los elementos" bao el s7mbolo qu7mico correspondiente. La masa molar del G2 es dos veces la de un átomo de9idrógeno> algo análogo sucede con el I2.)

Sección 1*.+ !apacidades calor76cas18.1. a) #!uánto calor se requiere para aumentar la temperatura de 2.0 moles de un gas diatómico ideal en30.0 ? cerca de la temperatura ambiente si el gas se mantiene a volumen constante% b) #!uál es la respuesta ala pregunta del inciso a) si el gas es monoatómico en ve' de diatómico%


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18.3. a) !alcule la capacidad calor76ca espec76ca a volumen constante del nitrógeno gaseoso ,I2)

compárela con la del agua l7quida. La masa molar del I2 es 2*.0 g4mol. b) Se calienta 1.00 g de agua" convolumen constante de 1.00 L" de 20.0 ! a 30.0 ! en una tetera. !on la misma cantidad de calor" #cuántosilogramos de aire a 20.0 ! se podr7an calentar a 30.0 !% #@u$ volumen ,en litros) ocupar7a ese aire a 20.0 ! 1.00 atm de presión% Suponga" para simpli6car" que el aire es 100 I2.

18.5. a) Utilice la ecuación 1*.2* para calcular la capacidad calor76ca a volumen constante del aluminio enunidades de !onsulte la tabla periódica en el /p$ndice &. b) !ompare la respuesta en el inciso a) con el valorque se da en la tabla 1;.3. =rate de explicar cualquier discordancia entre estos dos valores.

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