Tarea 2. (Gases ideales)

Tarea 2. Gases ideales.

1. Cierta mezcla de gases se encuentra a 3450 kPa de presión y se compone de 20.0 g de O2 y 30 g de CO2. Encuentre la presión parcial de CO2.

2. Un bulbo con metano de 1.00 l a una presión de 10.00 atm, se conecta con un bulbo con hidrógeno de 3.00 l a 20.00 atm; ambos bulbos están a la misma temperatura. (a) Después de que los gases se hayan mezclado, ¿cuál será la presión total? (b) ¿Cuál será la fracción molar en la mezcla?

3. Un estudiante descompone KClO3 y recoge sobre agua 36.5 cm3 de O2 a 23 °C. El barómetro del laboratorio indica 752 torr. La presión de vapor del agua a 23 °C es 21.1 torr. Halle el volumen que el oxígeno seco ocuparía a 0 °C y 1000 atm.

4. Dos bulbos vacíos de igual volumen se conectan por un tubo de volumen despreciable. Un bulbo está introducido en un baño de temperatura constante a 200 K y el otro en un baño a 300 K, y entonces se inyecta en el sistema 1 mol de gas ideal. Halle el número final de moles en cada bulbo.

5. Cierta mezcla de He y Ne en un bulbo de 356 cm3 pesa 0.1480 g y se encuentra a 20 °C y 748 torr. Calcule la masa y fracción molar de He presente.

6. Obtenga el volumen molar de un gas ideal a 20 °C y 1.000 bar.

7. Clasificar cada propiedad como intensiva o extensiva: (a) temperatura; (b) masa; (c) densidad; (d) fuerza del campo eléctrico; (e) fracción molar de un componente; (f) coeficiente de expansión térmica.

8. ¿Verdadero o falso? (a) Todo sistema aislado es cerrado. (b) Todo sistema cerrado es aislado. (c) Para una cantidad fija de gas ideal, el producto PV se mantiene constante durante cualquier proceso. (d) La presión de una mezcla de gases no ideales es igual a la suma de las presiones parciales definidas por Pi = xi P. (e) Si ni la materia ni el calor pueden entrar a un sistema, ese sistema es aislado. (f) Las isotermas del gas ideal más alejadas de los ejes en una representación P frente a V corresponden a temperaturas más altas.

Tarea 1. (Gases ideales)

Tarea. Gases ideales.

1. ¿Qué volumen de gas hidrógeno a presión atmosférica se requiere para llenar un tanque de 5000 m3 bajo una presión manométrica de 530 kPa? Suponga condiciones al nivel del mar y a la altitud de la Cd. de México.

2. El gas desprendido en un experimento para generar un gas de calibración ocupa un volumen de 580 cm3 una vez que éste se enfría a la temperatura del laboratorio que es 17 °C. ¿Cuál es el volumen que ocupó este gas a la temperatura de reacción que fue registrada en 37°C?


3. La llanta de un automóvil se infla a una presión manométrica de 30 lb/in2 en un momento en que la presión de los alrededores es de 14.4 lb/in2 y la temperatura es de 70°F. Después de manejarlo, la temperatura del aire de la llanta aumenta a 100°F. Suponga que el volumen del gas cambia sólo ligeramente, ¿cuál es la nueva presión manométrica en el neumático?

4. La lectura de un tanque de nitrógeno usado para un analizador de hidrocarburos como gas de acarreo indica 45 lb/in2 cuando la temperatura es de 27 °C. Durante la noche, hay una fuga en el tanque y a la mañana siguiente se tienen 15 lb/in2 a una temperatura de 17°C. Suponga que el evento ocurre al nivel del mar. ¿Qué porcentaje de la masa original de N2 permanece dentro del recipiente?


5. Calcular el número de moléculas que hay en 2 L de CO2 a 5°C y 25 torr

Temario

ESCUELA NACIONAL
DE
CIENCIAS BIOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE BIOFÍSICA

TERMODINÁMICA BÁSICA

Temario y calendarización:

Unidad I. Introducción al curso y comportamiento de los gases ideales.
(2-11 de febrero)

Unidad II. Comportamiento de los gases reales.
(15-25 de febrero)

Primer examen parcial (1-4 marzo)

Unidad III. Primera ley de la termodinámica y termoquímica.
(8-25 marzo)

Unidad IV. Segunda ley de la termodinámica y ciclos termodinámicos.
(5-15 abril)

Unidad V. Potenciales termodinámicos.
(19 abril- 6 mayo)

Segundo examen parcial (26-29 abril)

Unidad VI. Equilibrio químico.
(10-20 mayo)

Unidad VII. Equilibrio de fases (Regla de fases de Gibbs)
(24 mayo-3 de junio)


Tercer examen parcial (7-10 junio)

Criterios de evaluación. La calificación final será el promedio de los tres exámenes parciales.

Bibliografía básica:

Castellan, G. Fisicoquímica, SITESA, 1987, México.

Levine, I., Fisicoquímica, McGraw-Hill, México.