TALLER NÚMERO 3

1.

Solución

i) proceso adiabático Q = 0, por ser reversible Tig= 27 C (Temperatura inicial) = 300,15 KPig= 1 atm (Presión Inicial)

Cv= (3/2)R

Con

T 1γ p1

1−γ=T2γ p2

1−γEc 1

Cv = Cp –R Ec 2

Cp = (5/2)R

γ=C̄ pC̄v Ec3

γ=

52R

32R

=53

W=−ΔE Ec4

ΔE=nC̄ v ΔT Ec 5

ΔH=n C̄ pΔT Ec 6

Así de la Ec 1: (300 .)5/3 (1)−2/3=(T 2 )5/3(10 )−2/3 → T2=753 .9 K

De la Ec 5

ΔE=nC̄v ΔT=(1mol ) 32(1. 98Cal /K .mol(753 .9−300 )K=1352 cal

De la Ec 4

W=−ΔE=−1352 cal

De la Ec 6

ΔH=n C̄ pΔT=(1mol ) 52(1 .98Cal/K .mol)(753 . 9−300)K=2254 cal

ii) proceso adiabático Q = 0, por ser reversible Tig= 27 C (Temperatura inicial) = 300,15 KPig= 1 atm (Presión Inicial)

Cv= (5/2)R

Para este caso

γ=C̄ pC̄v

=

72R

52R

=75

luego

(300 .15 )7/5(1 . 0)−2 /5=(T2 )7/5 (10. 0 )−2/5 → T2=579 .21 ° K

De forma similar:

ΔE=nC̄ v ΔT=(1mol ) 52(1. 98cal /K .mol)(579 .21−300 .15 )K=1386 .23 cal

W=−ΔE=−1386 .23 cal

ΔH=n C̄ pΔT=(1mol ) 72(1.98cal /K .mol)(579 .21−300 .15 )K=1940 .72 cal

2.

Solución

T0= 25 C = 298 K

T = 125 C = 398 K

ΔH T0=ΔHT0

0 +∫T0

T

ΔC P0 dT=ΔHT0

0 +CP0 (T−T 0)

Ec 1 ΔC P

0 = ∑Pr oductos

CP0− ∑

Re ac tan tesCP

0

Ec 2

De Ec 2 Tenemos que ΔC P

0 =(6. 965+6.892 ) cal°K

−(2.066+8. 025 ) cal°K

=3 . 766 cal° K

Luego integrar de la Ec 1

ΔH 398. 150 =31382. 2Cal+(3 .766Cal/K )(398−298 )K=31760 cal

3.

Solución

Parte a)

Expansión adiabática:

Q=0

Cv = (3/2)R

Con

T 1γ p1

1−γ=T2γ p2

1−γEc 1

Cv = Cp –R Ec 2

Cp = Cv +R = (5/2)R

γ=C̄ pC̄v Ec3

γ=

52R

32R

=53

W=−ΔE Ec4

ΔE=nC̄ v ΔT Ec 5

ΔH=n C̄ pΔT Ec 6

Así de la Ec 1 y Ec 3:

(300 )5 /3(1)−2 /3=(T2 )5/3 (0.5 )−2/3 → T2=227 . 3 K

ΔE=nC̄ v ΔT=(1mol ) 32(1.98Cal /K .mol )(227 .3−300)K=−-215,9 cal

De la Ec 4

W=−ΔE=215,9 cal

De la Ec 6

ΔH=nC̄ pΔT=(1mol ) 52(1 . 98Cal/K .mol)(227 .3−300)K=-359,8 cal

4.

Solución

Tenemos que pV = nRT

V = nRT/p  Ec1

n = 1 mol

T1 = 100°C = 373 K, T2 = 25 °C = 298 K

R = 0,082 atmL/molK = 1.98 Cal/mol K

Cv= 3 Cal/molK

Cp=Cv+R Ec2

Cp= 4.98 Cal/molK

ΔE =nCv(T2- T1) Ec3

W =P ΔV Ec4

Ec5

ΔH=nC̄ p( T2- T1) Ec6

P = 2 atm

a) p = 2 atm, para T1 = 100°C = 373 K, T2 = 25 °C = 298 K, se halla  V1 = 0,082 x 373/2 = 15.3 L  V2 = 0,082 x 298/2 = 12.2 L 

De la Ec 4

W= -628 Joul= -150.1 Cal

b) De la Ec 3, Ec 4, Ec 5 y Ec 6

ΔE = -225Cal

Q = -225Cal -150 Cal = -375 Cal

ΔH=-373 .5 cal

ΔQ=ΔE+PΔV

5. Se necesitan 126,77J para fundir 1g de benceno C6H6 Calcular

a) El ΔH del proceso C6H6 (l) C6H6 (g)

Solución

Q= -126,77J

Peso Molecular del C6H6 = 78,11 g/mol

n= 1g/(78,11 g/mol)

n= 0,0128 mol

ΔH=−126 . 77J /0 .0128

ΔH=−9902 J/mol

b) Discutir el signo en el cambio de entalpía

Al pasar de sólido a líquido, es energía que se suministra (negativa), puesto que el sistema no genera un trabajo si no que se hace un trabajo sobre el sistema

6. La combustión de 2 gramos de antracita liberan 6108 0 joule. ¿Qué cantidad de este carbón se necesitan para calentar 10 litros de agua desde la temperatura ambiente (20°C) hasta el punto de ebullición (a la presión de 1 atm), suponiendo que el proceso es 100 % eficiente? El calor específico del agua es 4,18 J/g* °C y su densidad a 20°C se puede considerar como 1g/ml.

7. Determinar la temperatura final cuando 50 g de hielo a 0°C se mezclan con 100 g de agua a 50 °C.

8. La entalpía de combustión del azufre rómbico es -296,90 KJ/ mol. La entalpia de combustión del azufre monoclínico es -296,56 KJ/ mol. ¿Cuál es la entalpía de transición del azufre rómbico al monoclínico?

9. La energía del enlace Mn-F es 422,58 KJ. Calcular el calor de descomposición del MnF2 (s) Mn (s) + 2F (g). Se tienen los siguientes datos adicionales

MnF2 (g) + Mn (g) 2MnF(g)ΔH° = -317,98 KJ.

10. Uno de los usos del amoniaco, NH3 , es como refrigerante. Cuando el amoniaco líquido se evapora a -28,9 °C, Su calor molar de vaporización a esa temperatura es 19,8 calorías/ mol. Calcular la cantidad de calor absorbido cuando se evaporan 625 g de amoniaco a estas condiciones.

11. El calor molarde vaporización del aguaes 540 cal/ g.a) ¿Cuantas calorías se necesitan para vaporizar 100 g de agua a 100 °C y presión atmosférica normal?b) ¿Cuál es el calor molar de vaporización del agua?

12. La ecuación termoquímica del calor de combustión del acetileno C2H2

es:C2H2(g) + 5/2 O2(g) 2CO2 (g) + H2O (l) ΔH= -1301,22 KJ. Calcular el calor liberado cuando se queman 6 gramos de acetileno.