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2015-2016
INGENIERÍA DEL MEDIO AMBIENTE
Aurelio García Marcos
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS
CURSOS 2006-2007
Con los problemas y ejercicios originales
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
2
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
3
PRIMERA SEMANA
FEBRERO CURSO 2006-2007
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
4
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
5
PREGUNTAS (5 PUNTOS)
1. La manera usual de referir los datos del análisis de un contaminante gaseoso suele
hacerse en ppm o µg/m³.
a) Si se sabe que la concentración de CO en una muestra es de 210 ppm medido en condiciones normales. Calcular su concentración en µg/m³. (Recordar que un mol
de cualquier gas en condiciones normales, 1 atm y 0º C, ocupa 22,4 l).
Datos:
Peso atómico de C y O: 12 y 16 g/at.g respectivamente.
Análisis del problema:
ppm210 de CO significa que hay ml210 en 1m³ de aire.
La masa de esos ml210 se calculan aplicando la expresión:
nRTPV
Dónde no hay que olvidar el dato que nos dan:
(Un mol de cualquier gas en condiciones normales, 1 atm y 0º C, ocupa 22,4 l)
La fórmula general que relaciona ppm y µg/m³ en cualesquiera condiciones de presión
y temperatura es:
MVM
mgppm *
10*/ 33
Dónde VM es el volumen molar a la P y T de que se trate.
En condiciones normales:
mollatm
KKmollatm
P
RTVM /4,22
1
273*./.082,0
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
6
Resolución:
Por una parte tenemos:
3
5
3
3
3
322 10
10*1010
m
l
cm
l
m
cmppm
Por otra parte la ecuación general de los gases, nos dice:
RT
PM
V
nRT
M
nnRTPV
En conciciones normales:
KT 273
atmKpaP 13,101
Además:
molCOgCOPm /281612
Sustituyendo valores en la ecuación general de los gases:
lCOg
mollatm
molCOgatm
KKmollatm
molCOgatm
RT
PM
V
n/251,1
/*4,22
/28*1
273**/*082,0
/28*1
Si ahora los 510 l/m³ los pasamos a µg/m³:
3
6
3
52 5,1210
*251,1*1010m
COg
g
g
l
COg
m
lCOppm
3
2 5,1210m
COgCOppmCO
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
7
Según el equipo docente:
Despejando, 3m
g de la expresión
MVM
mgppm *
10*/ 33
MV
Mppm
m
g*10* 3
3
molgCOPmM /281612
Donde:
mollatmVM /*4,22
Sustituyendo valores:
3323
3/5,12
4,22
28*10*10*1*10* mg
V
Mppm
m
g
M
32 /5,1210 mgCOppmCO
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
8
2. Una muestra de 100 m³ de lodos de depuradora con un contenido en sólidos del 4% se deseca parcialmente hasta alcanzar un contenido en sólidos del 8%. ¿Cuánto
habrá disminuido el volumen de la muestra de partida?
Resolución:
La composición de partida de los lodos es 4% de sólidos y 96% de agua. Si
consideramos que la densidad es próxima a la del agua, podemos relacionar peso y
volumen así:
,1
2
2
1
P
P
V
V Luego:
04,0
08,0100
2
V
=> 3
2 50mV
Puede apreciarse la reducción tan importante en el volumen de lodos a manipular,
como consecuencia de la parcial desecación de los mismos.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
9
3. ¿Qué son los lixiviados y que características presentan?
Solución:
Los líquidos producidos durante los procesos de descomposición de los desechos,
junto con los que resultan de la filtración del agua de lluvia a su través, dan origen a la
formación de los lixiviados que son líquidos muy contaminantes caracterizados por sus
valores extremos de pH, DQO, N-amoniacal, fuerte coloración, así como por un
intenso y desagradable olor.
Los lixiviados que se producen en un vertedero debido a su elevada carga
contaminante, deben tratarse antes de su vertido a cualquier cauce receptor.
Entre los tratamientos que se utilizan podemos citar su transferencia a estaciones depuradoras urbanas o del propio vertedero, tratamientos biológicos (anaerobios y
aerobios), y tratamientos físico-químicos.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
10
4. ¿En qué consiste la Evaluación Ambiental Estratégica?
Solución:
Se podría definir la Evaluación Ambiental Estratégica como el procedimiento
destinado a evaluar las repercusiones ambientales de Políticas, Planes y Programas
(PPP) con objeto de, en base a los resultados obtenidos, tomar las decisiones más
adecuadas.
La Evaluación Ambiental Estratégica adelanta la consideración de los aspectos
medioambientales a los momentos en que se definen las políticas planes y programas
(PPP), es decir, integra la política ambiental con todas las otras políticas, de forma que
las consideraciones ambientales adquieren desde un principio la misma importancia e
igual prioridad que las económicas y socioculturales.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
11
PROBLEMA
1. Los desechos celulósicos de un agua negra son oxidados cuantitativamente por
bacterias aerobias de las plantas de tratamiento con formación de CO2 y H2O.
a. ¿Cuánto oxígeno se requiere para la degradación de una tonelada de residuos
celulósicos representados por (C6H10O5)n?
b. ¿Cuál será el volumen ocupado por el CO2 que se desprende en CN?
c. ¿Qué otros tipos de tratamiento secundario conoce?
Datos:
Pesos atómicos de C, O e H: 12, 16 y 1 g/at.g respectivamente.
Análisis del problema:
a. Puesto que la demanda biológica de oxigeno, debemos expresarla en mgO2/l ó en
ppm. La forma de proceder será:
Primero tenemos que ver la reacción que tiene lugar, una vez vistos los moles de
Oxigeno que reaccionan con los residuos celulósicos, ya podemos calcular la
cantidad de oxigeno necesaria en miligramos por litro de residuo (teniendo en
cuenta los pesos moleculares del O2, de los residuos celulósicos, así como la
cantidad de muestra)
En estos casos en la reacción de oxidación de la muestra, los reactivos lo
constituyen la muestra y el oxigeno mientras que los productos son CO2 y H2O, es
decir:
OHCOOOHCn 2225106
Esta reacción es necesario ajustarla, para poder obtener los moles de cada
sustancia.
b. El volumen ocupado por 1 mol de un gas en CN, (1 atm, 0º C), lo podemos obtener
de la ecuación de estado de los gases ideales, el problema puede estar en identificar
los gases resultantes, en casos de DBO normalmente solo es CO2:
nRTPV
mollatm
KmolKlatm
P
RTnV /386,22
1
273*/.082,0*1
molmmoll /10*4,22/4,22 33
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
12
Resolución:
a) Moles en la tonelada de residuos celulósicos:
Ajustando la reacción del análisis:
OnHnCOnOOHCn 2225106 566
Simplificando:
OHCOOOHC 2225106 566
En la reacción ajustada vemos que con cada mol de residuos celulósicos, reaccionan 6 moles de O2.
Puesto que los pesos atómicos de la celulosa y del oxigeno son:
molgOHCPm /16216*51*1012*6)( 5106
molgOPm /3216*2)( 2
Los moles de residuos celulósicos por tonelada de residuos:
5106
5106
51065106
6
84,172.6162
1*
1
10*1 OHCmoles
OHCg
OHCmol
residuostn
OHCgresiduostn
Los moles de oxigeno por tonelada de residuos:
2
5106
25106 04,037.37
1
6*84,172.6 molesO
OHCmol
molesOOHCmoles
Cantidad de O2 por tonelada de residuo:
2
2
6
2
2
22 185,1
10
1*
1
32*04,037.37 tnO
gO
tnO
molO
gOmolesO
Cantidad de O2/tn de residuo 2185.1 tnO
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
13
b) En la reacción vemos que por cada mol de celulosa que reacciona, se generan 6 moles de CO2
OHCOOOHC 2225106 566
Como anteriormente hemos obtenido que reaccionen 6.173 moles de C6H10O5, el número de moles de CO2, generado será:
2038.376*173.6 COmolesmoles
En el análisis se vio que en CN el volumen ocupado por 1 mol de un gas es:
molmmoll /10*4,22/4,22 33
Por lo tanto el volumen ocupado por los moles de CO2, será:
333 7,829/10*4,22*038.37 mmolmmoles
3830
2mVCO
c) Otros tipos de tratamientos son:
El objetivo principal de los tratamientos secundarios consiste en rebajar la DBO y la
DQO del agua residual, lo que se consigue mediante procesos biológicos,
predominantemente aerobios, pero también anaerobios.
Los sistemas de tratamiento más empleados son: los filtros de goteo; biodiscos y los
procesos de fangos activados, en especial este último. También se utilizan las lagunas
de oxidación.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
14
Según la estequiométria de la reacción:
a) Cantidad de O2 necesaria por tonelada de residuo celulósico.
2
2
6
2
2
2
5106
2
5106
51065106
6
185,110
1*
1
32*
1
6*
162
1*
1
10*1 tnO
gO
tnO
molO
gO
OHCmol
molesO
OHCg
OHCmol
residuostn
OHCgresiduostn
Cantidad de O2/tn de residuo2185,1 tnO
b) Cantidad de CO2 que se desprende por tonelada de residuo celulósico:
Puesto que el peso molecular del CO2 es:
Pm (CO2) = (12+2*16) = 44g/mol
2
3
2
3
2
3
2
2
5106
2
5106
51065106
3
63,82910
1*
1
4,22*
1
6*
162
1*
1
10*1 COm
lCO
COm
molCO
lCO
OHCmol
molesCO
OHCg
OHCmol
residuostn
OHCgresiduostn
Por lo tanto el volumen ocupado por los moles de CO2, será:
3830
2mVCO
En el análisis se vio que en CN el volumen ocupado por 1 mol de un gas es:
molmmoll /10*4,22/4,22 33
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
15
SEGUNDA SEMANA
FEBRERO CURSO 2006-2007
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
16
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
17
PREGUNTAS
1. En un típico día de verano en la ciudad de Los Ángeles pueden hacerse las
siguientes observaciones:
El contenido de hidrocarburos en la atmósfera comienza a elevarse a las 6 de la
mañana alcanza su máximo dos horas después, para volver a los niveles primitivos
hacia las 10:00 horas.
Explique las anteriores observaciones.
Respuesta:
Las horas en que se emiten más hidrocarburos se corresponden con las horas de más tráfico ya que son los automóviles y los autobuses los máximos responsables de este
tipo de contaminación.
Como consecuencia de la combustión de gasolina y gasóleo a altas temperaturas se
genera NO, que en presencia de oxígeno se transforma en NO2.
El NO2 en presencia de la luz se foto disocia según la reacción:
ONOhvNO 2
El oxígeno atómico que resulta junto con el O3 que se forma por su reacción con el
oxígeno, oxidan los hidrocarburos presentes en la atmósfera dando lugar al smog
fotoquímico
Las observaciones anteriores ocurren debido al fenómeno denominado inversión
térmica. La inversión térmica de la atmósfera es el fenómeno que ocurre cuando
la temperatura del aire crece con la altura, lo cual imposibilita la ascensión de los
gases contaminantes y por tanto su difusión y dispersión, con el consiguiente
incremento de las concentraciones de contaminantes a nivel local, sobre todo si,
como frecuentemente ocurre en estas situaciones, no existen movimientos
horizontales del aire (vientos).
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
18
2. Demanda Bioquímica de Oxígeno: Su significado en una masa acuosa.
Respuesta:
La materia orgánica biodegradable existente en una masa acuosa, en condiciones
aerobias, es degradada por los microorganismos presentes a productos estables como:
,2CO ,2
4
SO 3
4PO y
3NO
Una representación del proceso podría ser:
materia orgánica + oxigeno → CO2 + H2O + células muertas + productos estables
La cantidad de oxígeno que necesitan los microorganismos para oxidar la materia
orgánica aeróbicamente se conoce como demanda bioquímica de oxígeno, DQO. La
DBO se puede expresar en varias unidades, pero lo normal es utilizar los miligramos
de oxígeno requeridos por litro de agua residual, ,/2 lmgO o su equivalente en 3
2 / mgO .
La cantidad de oxígeno consumido durante la utilización microbiológica de los
compuestos orgánicos presentes en el agua recibe el nombre de Demanda
Bioquímica de Oxígeno (DBO). La demanda bioquímica de oxígeno se mide
determinando el oxígeno consumido por una muestra colocada en un recipiente
con una cantidad conocida de aire que se deja en incubación a 20 ºC durante 5
días, (DBO5).
Por tanto, su significado en una masa acuosa indica el grado de contaminación
que presenta dicho agua, se expresa en mgO2/l o ppm y valores típicos de DBO5
para las aguas residuales domésticas son de 165 mgO2/l, para las procedentes de
la industria papelera de 315 y de 750 para las generadas en la industria
alimentaria.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
19
3. ¿Qué se conoce como Estudio de Impacto Ambiental (EsIA)?. Indique sus
características.
Respuesta:
El Estudio de Impacto Ambiental (EsIA) es un estudio técnico destinado a identificar,
evaluar y reducir o corregir los efectos que un determinado proyecto o actividad va a
causar sobre el medioambiente, entendiendo éste en su máxima amplitud.
Características de los estudios de impacto ambiental deberán ser su claridad y
objetividad, de modo que tanto los poderes públicos como el gran público pueden
hacerse una idea exacta de las consecuencias ambientales que se derivarán de llevar o
no llevar a cabo el proyecto en estudio. Además, los estudios de impacto ambiental,
(EsIA) explorarán diversas alternativas y justificarán la elección tomada.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
20
4. ¿A qué se llama frecuencia de un sonido puro? ¿Cómo se mide? ¿Cómo
reacciona el oído humano según la frecuencia?.
Respuesta:
La frecuencia f de un sonido puro es la frecuencia de la vibración que lo produce. Se
mide en hertzios (Hz).
Se relaciona con la longitud de onda λ y la velocidad de propagación c mediante la
expresión: λ = c/f.
El oído humano reacciona de manera diferente según la frecuencia del sonido: Los de
baja se oyen como graves y los de alta como agudos. El inverso de la frecuencia es el
periodo T.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
21
PROBLEMA
1. Una mezcla de agua de alcantarillado presenta una DBO de 165 ppm.
a. ¿Cuántos moles de oxígeno son necesarios en un periodo de 5 días para 25.000 l
de tales aguas?
b. ¿Cuántos g de SO2 se podrían oxidar con el oxígeno anterior para pasarlo a
H2SO4?.
c. Escriba la reacción de oxidación que tiene lugar.
Datos:
Pesos atómicos del oxígeno y del azufre 16 y 32 g/at.g respectivamente.
Análisis del problema:
El dato que nos están dando:
DBO de 165 ppm
En medio acuoso, es lo mismo que decir que la DBO5 = 165 mg(O2)/l (agua)
Por lo tanto, por cada litro de agua residual tratada tenemos una demanda de 165 mg.
de O2
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
22
Resolución:
a) Para tratar 25.000 l de estas aguas residuales la demanda de O2 será:
Teniendo en cuenta que por cada litro de agua residual tratada la demanda es de 165
mg. de O2, para 25.000 l tendremos una demanda de:
2
32 10*125.4165*000.25 Omgl
Omgl
Puesto que el peso atómico del oxigeno es 32 g/mol, la demanda de oxígeno en mol, será:
2
2
2
2
3
22
3 906,12832
1*
10
1*10*125.4 Omol
gO
molO
mgO
gOOmg
Por lo tanto los moles necesarios son:
2129 Omol
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
23
b) El 42SOH se forma por la reacción del 3SO con OH2
, por lo tanto partiendo del 2SO
tendremos la siguiente reacción de oxidación:
322 SOOSO
Ajustando la reacción:
3222
1SOOSO
Dónde vemos que 1 mol de SO2 reacciona con 1/2 mol de oxígeno.
Por lo tanto con 129 moles de O2 reaccionaran 258 moles de SO2
Puesto que el peso atómico del SO2 es:
molgSOPm /6416*3322 , tendremos:
222 .51,16.512.16
.64*258 SOkgSOg
mol
SOgmol
Luego los gramos de SO2 que se pueden oxidar con los 129 moles de O2, son:
kg51,16 de SO2.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
24
c) La reacción de oxidación es:
3222
1SOOSO eSS 264 y 22 OeOo
y el SO3 formado reacciona con el agua para dar H2SO4:
SO3 + H2O → H2SO4
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
25
ORIGINAL
SEPTIEMBRE CURSO 2006-2007
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
26
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
27
PREGUNTAS (1,5 PUNTOS)
1. Clasificación de los vertederos controlados según su grado de compactación.
Respuesta:
Dependiendo del grado de compactación, se distinguen tres tipos de vertederos: De
baja, media y alta densidad:
- En los de baja densidad los residuos se extienden y compactan en capas de 1,5 a
2,5 m de espesor que se cubre con una capa de tierra de unos 20-30 cm. Es
necesaria una cubrición diaria. La densidad que resulta es de unas 0,5 t/m³.
- En los de densidad media, con valores de 0,8 t/m³, las capas de residuos tienes espesores inferiores a los de baja densidad y no necesitan una cubrición tan
frecuente.
- En los de alta densidad el espesor de las capas de residuos es más pequeño que en
los dos casos anteriores, lo que unido a la utilización de equipos compactadores
potentes, dan como resultado densidades aproximadamente de 1 t/m³.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
28
2. ¿Cómo definiría el sonido?
Respuesta:
El sonido es toda sensación percibida por el órgano auditivo debido a la incidencia en
el mismo de ondas de presión, consecuencia de una vibración mecánica, que son el
resultado de una sucesión de compresiones (sobrepresiones) y enrarecimientos
(depresiones), producidas en el medio elástico en que se propaga.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
29
3. Radiaciones ionizantes del tipo de ondas electromagnéticas: Tipos y
características de cada una de ellas.
Respuesta:
Dentro de las ondas electromagnéticas ionizantes cabe distinguir los siguientes tipos:
Radiaciones cósmicas. Tiene su origen en procesos nucleares en el cosmos. Son
radiaciones de muy alta energía, que afortunadamente son retenidas en su mayoría en
la alta atmósfera.
Radiaciones gamma. Se originan en procesos de radiactividad natural y artificial. Se
caracterizan por su elevado poder de penetración, pero por una capacidad de
ionización moderada (generalmente secundaria).
Rayos X. Tiene una energía inferior a las radiaciones gamma, se originan como
consecuencia de la caída de los electrones externos de los átomos a orbitales próximos
al núcleo que previamente han sido arrancados mediante una radiación de rayos
catódicos. En el espectro electromagnético, ocupan una zona comprendida entre las
radiaciones gamma y las radiaciones UV de alta energía. Tiene una capacidad de
ionización moderada y un poder de penetración alto.
Radiaciones UV. de muy alta energía. Se encuentran en el límite de la capacidad de
ionización, su poder de penetración es moderado y son retenidas en la ozonosfera.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
30
4. La eutrofi zación de un agua, a) ¿Tiene su origen en el uso masivo de
pesticidas? b) ¿Disminuye su contenido en oxígeno?
Respuesta:
La eutrofización es el proceso de enriquecimiento en nutrientes especialmente en
nitrógeno y fósforo que se producen generalmente en las aguas pertenecientes a lagos
y embalses.
Tiene su origen en el vertido a las corrientes de agua de nitratos procedentes de la
agricultura y la ganadería y de fosfatos que proceden mayoritariamente de los
detergentes que los contienen.
La proliferación de algas y otras plantas acuáticas que se produce como consecuencia del enriquecimiento en nutrientes, lleva consigo que eventualmente mueran y se
descompongan, con lo cual se consumirá oxígeno y se producirán los efectos
perniciosos sobre la vida acuática.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
31
PROBLEMA
1. De los gases de combustión que salen por una chimenea a de 200 Nm³/h, 400
mg/Nm³ son de una mezcla de monóxido de carbono y etano. Se pide:
a) Calcular el % de cada uno de ellos en la mezcla si se conoce que para
quemarlos se necesita 480 mg de oxígeno por cada m³ de gas emitido por la
chimenea.
b) ¿Cuáles serán las presiones parciales de cada uno de ellos si una mezcla de
ambos con los mismos porcentajes del apartado a) se llevara a la presión total
de 2 atm?
Datos:
Pesos atómicos de C, H y O: 12, 1 y 16 g/at.g respectivamente.
Análisis del problema:
Las reacciones que tienen lugar son:
22 COOCO
OHCOOHC 22262
Las reacciones ajustadas serán:
222/1 COOCO
OHCOOHC 22262 322/7
En las reacciones ajustadas se ve que por cada mol de monóxido de carbono reacciona
1/2 de oxígeno y por cada mol de etano reaccionan 7/2 moles de oxigeno.
Nos dicen que la cantidad de ambos suma 400mg/Nm³ de gas emitido; es decir:
mgYX 400
Por otra parte nos dan la cantidad de oxigeno necesaria para quemarlos, pode mos
hallar el número de cada reactivo, teniendo en cuenta sus pesos moleculares:
molgHCPm /301*612*262
molgCOPm /281612
molgOPm /3216*22
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
32
Cantidad de Oxígeno consumido por el CO:
2
2
23
2
22
3571,0
1
10*
1
32*
1
2/1*
28
1*
10
1* XmgO
gO
mgO
molO
gO
COmol
molO
COg
COmol
COmg
COgCOXmg
Cantidad de Oxígeno consumido por el C2H6:
2
2
23
2
2
62
2
62
62
62
3
6262 733,3
1
10*
1
32*
1
2/7*
30
1*
10
1* YmgO
gO
mgO
molO
gO
HCmol
molO
HCg
HCmol
HCmg
HCgHCYmg
Como nos dicen que el oxígeno quemado en las reacciones es de 480 mgO2/Nm³ de
gas, tendremos:
222 480733,3571,0 mgOYmgOXmgO
Por tanto tendremos dos ecuaciones para resolver las dos incógnitas:
mgYX 400
222 480733,3571,0 mgOYmgOXmgO
YmgX 400
22 480733,3400571,0 mgOYmgOYmg
22 6,251162,3 mgOYmgO
6257,79 HCmgY => COmgX 43,320
% de CO:
COmg
mgCO %11,80100*
400
43,320%
% de C2H6:
6262 %89,19100*400
57,79% HC
mg
mgHC
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
33
b) Presiones parciales de cada uno de ellos si una mezcla de ambos con los mismos porcentajes del apartado a) se llevara a la presión total de 2 atm
Despejando la presión en la ecuación de estado de los gases ideales:
V
RTnP
Puesto que las presiones parciales podemos expresarlas como:
V
RTnP parcialparcial
Sustituyendo el volumen en esta última expresión, podemos expresar la presión parcial
en función de la presión parcial:
T
total
parcial
T
total
parcial
parcial Pn
nP
RTn
RTnP **
Donde:
total
parcial
n
n Es la fracción molar de cada componente
Por lo tanto:
.6022,12*8011,0* atmatmPCOFraciónPCO
.6022,1 atmPCO
.3978,02*1989,0*6262atmatmPHCFracciónP HC
.3978,062
atmP HC
Se ha de verificar que:
PPP HCCO 62
atmatmatm 23978,06022,1
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
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Paso a paso:
b) Presiones parciales de cada uno de ellos si una mezcla de ambos con los mismos
porcentajes del apartado a) se llevara a la presión total de 2 atm
Teniendo en cuenta la ecuación de estado de los gases ideales, las presiones parciales
viene dadas por:
V
RTnP COCO y
V
RTnP HCHC 6262
Además al conocer la presión total y el número de moles totales podemos calcular el
volumen de la mezcla gaseosa.
P
RT
M
m
M
m
P
RTnnV
HC
HC
CO
COHCCO
62
62
62
Sustituyendo valores:
latm
K
Kmol
latm
molg
HCg
molg
COg
P
RT
M
m
M
mV
HC
HC
CO
CO 78,1572
273*
.
.082,0
/30
.57,79
/28
.43,320 62
62
62
Presión parcial de CO:
atml
K
Kmol
latm
molg
COg
V
RTnP COCO 62,1
78,157
273*
.
.082,0*
/28
.43,320
Presión Parcial de C2H6:
atml
K
Kmol
latm
molg
HCg
V
RTnP HCHC 38,0
78,157
273*
.
.082,0*
/30
62.57,796262
atmPCO 62,1 atmP HC 38,062
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
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RESERVA
SEPTIEMBRE CURSO 2006-2007
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
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PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
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PREGUNTAS (1,5 PUNTOS)
1. Además de la cantidad y la composición, ¿qué otras características influyen
para la buena gestión de RSU?
Respuesta:
En la elaboración de un plan de recogida de RSU hay que tener muy en cuenta la
siguiente información de cara a establecer un servicio lo más racional posible:
- Características y cantidades de los residuos a recoger.
- Estructura urbana, tipo de edificaciones, anchura de calles.
- Sentidos de la circulación.
- Distancia al centro de eliminación. - Normalización de cubos y recipientes de recogida, etc.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
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2. Defina los tres parámetros físicos más importantes en relación a las ondas
acústicas.
Respuesta:
Los parámetros físicos más interesantes de las ondas acústicas son: La intensidad
acústica, la frecuencia f de un sonido puro y el tiempo de exposición.
La intensidad acústica representa la energía acústica transmitida, en la dirección de la
propagación del sonido, por unidad de área y por unidad de tiempo, siendo función de
la amplitud y la vibración. La potencia acústica es la cantidad de energía acústica
emitida por unidad de tiempo por una fuente sonora. Intensidad I y Energía W están
relacionados por la fórmula: I = W/A
La frecuencia f de un sonido puro es la frecuencia de la vibración que lo produce. Se
mide en hertzios (Hz). Se relaciona con la longitud de onda lambda y la velocidad de
propagación c mediante la expresión: f = c/lambda. El oído humano reacciona de
manera diferente según la frecuencia del sonido: Los de baja se oyen como graves y
los de alta como agudos. El inverso de la frecuencia es el periodo T.
El tiempo de exposición o duración del sonido, que se define por sí solo y se utiliza
para determinar la dosis de ruido que un individuo ha soportado y que como tal dosis,
está relacionada con los efectos fisiológicos que puede producir.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
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3. Radiaciones ionizantes corpusculares: Tipos y características de cada una de
ellas.
Respuesta:
Las radiaciones ionizantes son aquellas que tienen una energía suficiente para arrancar
electrones cuando interaccionan con átomos o moléculas de la materia.
Dentro de las radicaciones corpusculares cabe distinguir los siguientes tipos:
• Radiaciones alfa. Están formadas por núcleos de helio. Presentan un elevado
poder de ionización, pero una baja capacidad de penetración.
• Radiaciones beta. Son radiaciones corpusculares con carga negativa formadas por electrones (e-). Se caracterizan por tener una capacidad de ionización más
baja que las radiaciones alfa, pero un poder de penetración notablemente más
elevado.
• Radiaciones neutrónicas. Formadas por neutrones, que son partículas sin
carga y de masa similar a la del protón. Tienen un elevado poder de penetración
y una baja capacidad de ionización.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
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4. Indique razonadamente las afirmaciones ciertas:
a) Las aguas residuales domésticas y el uso masivo de pesticidas son dos de las
principales causas del problema de eutrofización de las aguas.
Respuesta:
Los pesticidas y fertilizantes tienen contenidos en nitratos y fosfatos que son los
compuestos principales que causas la eutrofización del agua.
Las aguas residuales urbanas contienen fecas y orina, los cuales tienen determinadas
concentraciones en compuestos de nitrógeno, que como se ha mencionado
anteriormente son causantes de la eutrofización del agua, especialmente los nitratos.
b) Los surfactantes de los detergentes contribuyen al fenómeno de la eutrofización.
Respuesta:
Un tipo de surfactantes son los detergentes, los cuales también son causantes de la
eutrofización debido a su contenido en nitratos y fosfatos.
c) Las agua hipereutrofizadas carecen de oxígeno.
Respuesta:
Exacto ya que la eutrofización consiste en la elevación de los nutrientes por parte del
agua, lo cual produce la muerte eventual de las plantas y vegetales del agua que como
consecuencia de su descomposición es una fuente muy importante de consumo de oxígeno.
d) La eutrofización de las aguas es provocada por el enriquecimiento de las mismas en
calcio y magnesio.
Respuesta:
Falso. Los elementos principales que causan la eutrofización son el nitrógeno y el
fósforo.
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
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PROBLEMA (4 PUNTOS)
1. Si el valor máximo de la concentración de ozono, en un día de alta contaminación
es de 110 ppb.
a) ¿Cuál será la presión parcial de O3; la concentración en mg/m³ y el número de
moléculas de O3 por m³ de aire en condiciones normales?
b) Explique cuál es la causa y el mecanismo de formación del ozono en una gran
ciudad.
Datos:
2310*023,6AN , Peso atómico del oxigeno 16g/at.g
Análisis del problema:
a) presión parcial de O3; la concentración en mg/m³ y el número de moléculas de O3
por m³ de aire en condiciones normales
1. Presión parcial de O3 ;
V
RTnP OO *
33
En C. N. => V = 22,4 l / mol
2. la concentración en mg/m³
3
6
3
3
10*110110110m
l
m
mmppb
molgOPm /481633
3
3
3
3
3
3
33
3
6
3
.236,0
.1
.10*
.1
.48*
4,22
.1*10*110.110
m
Omg
Og
Omg
Omol
Og
l
Omol
m
lOppb
3
33
.236,0
m
OmgO
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
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Directamente podrá calcularse:
MVPM
mgppb
63 10*/
3. Número de moléculas de O3 por m³ de aire en condiciones normales?.
Como:
AnNN
Los moles de O3 serán:
airem
Omoles
Og
Omol
Omg
Og
m
OmgOMoles
3
36
3
3
3
3
3
3
33
.10*92,4
.48
.1*
.10
.1*
.236,0.
Entonces:
moleculasnNN A
18236 10*96,210*023,6*10*91,4
moleculasN 1810*96,2
PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007
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b) Explique cuál es la causa y el mecanismo de formación del ozono en una gran ciudad.
En una gran ciudad, la causa principal de la formación de ozono es el smog
fotoquímico. El smog fotoquímico se produce cuando en la atmósfera existen
hidrocarburos, óxidos de nitrógeno y condiciones atmosféricas propias de los
anticiclones estacionarios, es decir, fuerte radiación solar, inversión térmica intensa y a
baja altitud, humedad relativa elevada, y calma atmosférica en las primeras horas de la
mañana.
El ozono se produce en la segunda etapa de formación del smog fotoquímico que
consiste básicamente en la absorción de la luz solar; causando la fotodisociación del
dióxido de nitrógeno y produciendo oxígeno atómico muy reactivo, con la generación
simultánea de especies oxidantes, que incluyen oxígeno atómico, oxígeno molecular
activado y ozono.