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Guía de ejercicios resueltos de gases ideales. TP05

Contenido: Problemas de algunos capítulos de “Cálculos Químicos de Benson”. Capítulo V. Problemas resuelto.

Guía de ejercicios resueltos de gases ideales.

Resolver los siguientes ejercicios

Problema n° 1) Si se empuja una pared, esta no se mueve (ordinariamente), y así, de acuerdo con nuestra definición, no se ejecuta ningún trabajo. Sin embargo uno se fatigara a causa de este esfuerzo. Explíquese.

Respuesta: El cuerpo se fatiga porque se rebasa el límite de fuerza que posee.

Problema n° 2) La fuerza de la gravedad es 980 dinas/g si esta actúa sobre una masa de 10 g durante el tiempo en que el cuerpo desciende 1 m estando inicialmente en reposo, calcúlese el aumento en la energía del cuerpo ¿Cuál es la velocidad final del cuerpo?

δec = (980 dinas/g)·(10 g)·(100 cm).

δec = 9,8·105 ergios.

ec = ½·m·v²

Despejando:

Problema n° 3) Efectúese las siguientes conversiones.

a.

500 cal a ergios.

500 cal·(4,185·107 ergios/1 cal) = 2,09·1010 ergios

b.

6·10³ ergios a kilocalorías

6·108 ergios (1 cal/4,185·107 ergios)·(1 kcal/10³ cal) = 6·10³ kcal/4,185·1010 = 1,43·10-2 kcal

c.

8 joule a calorías.

8 J·(0,24 cal/1 J) = 1,92 cal

d.

60 ergios a µJ

60 ergios (1 J/107 ergios)·(106 µJ/1 J) = 6 µJ

Problema n° 4) Efectúese las siguientes conversiones en las escalas de temperaturas:

  1. 150 °C a K
    150 °C + 273 = 423 K
  2. 0 K a °F (cero absoluto)
    0 K - 273 = -273 °C
    1,8·(-273) + 32 = -459,4 °F
  3. 0 K a °C
    0 - 273 = -273 °C
  4. 1.000 K a °C
    1.000 K - 273 = 727 °C
  5. 500 K a °F
    500 K - 273 = 227 °C
    1,8·(227) + 32 = 440,6 °F
  6. -40 °C a °F
    1,8·(-40) + 32 = -40 °F
  7. -100 °F a K
    (-100 - 32)/1,8 = - 73,3 °C
    - 73,3 + 273 = 199,7 K
  8. 50 °F a R
    50 + 459,6 = 509,6 R
  9. 10 R a °F
    10 - 459,9 = -449,6 °F
  10. 500 °C a R
    1,8·(500) + 32 = 932 °F
    932 + 459,6 = 1.391,6 R
  11. 90 R a K
    90 - 459,6 = -369,6 °F
    (-369,6 - 32)/1,8 = -223,1 °C
    -223,1 + 273 = 49,9 K

Problema n° 5) Cuando la temperatura de un cuerpo aumenta en 15 °C, ¿A qué corresponde este aumento en K? ¿En °F?

15·(1) = 15 °C

273 + 15 = 288 K

15·(1,8) = 27 °F

Problema n° 6) A partir de la tabla VII, calcúlese el número de calorías requerido elevar la temperatura de 40 g de cobre desde 100 °C hasta 150 °C.

Q = (40 g)·(0,092 cal/g·°C)·(50 °C) = 184 cal

Respuesta: 184 cal

Problema n° 7) ¿Cuántas calorías se requieren para elevar la temperatura de una lb de agua desde 0 °C hasta el punto de ebullición?

Q = (454 g)·(1 cal/g·°C)·(100 °C) = 45.400 cal

Respuesta: 45.400 cal

Problema n° 8) Calcúlese el calor especifico del agua en unidades de ergios/lb·°F.

1 (cal/g·°C)·(4,185·107 ergios/1 cal)·(454 g/1 lb)·(1 °C/1,8 °F) = 1,89·1010 ergios/1,8 lb·°F = 1,05·1010 ergios/lb·°F

Respuesta: 1,05·1010 ergios/lb·°F

Bibliografía:

Cálculos Químicos de Benson.

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https://www.fisicanet.com.ar/quimica/gases-quimica/tp05-gases-ideales-ejercicios.php

Antes de realizar los cálculos convertir todas las unidades de medida a un mismo sistema, se recomienda el S.I. (Sistema Internacional).

En todos los cálculos emplear las unidades de medida, esto ayuda como guía para saber si las fórmulas y los cálculos son los correctos. Recordar que la unidad de medida del resultado del ejercicio debe corresponderse con la magnitud buscada.

Signos utilizados en las fórmulas y cálculos:

  • Signo separador de miles: punto (.)
  • Signo separador decimal: coma (,)
  • Signo de multiplicación: punto medio (·) o × (para producto vectorial)
  • Signo de división: barra (/) o dos puntos (:)

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