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Guía n° 5 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:

v = 2·Ec/m

v = 2·9,8·105 ergios/10 g

v = 196.000 cm²/s²

v = 442,71 cm/s

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:

a) 150 °C a K
150 °C + 273 = 423 K

b) 0 K a °F (cero absoluto)
0 K - 273 = -273 °C
1,8·(-273) + 32 = -459,4 °F

c) 0 K a °C
0 - 273 = -273 °C

d) 1.000 K a °C
1.000 K - 273 = 727 °C

e) 500 K a °F
500 K - 273 = 227 °C
1,8·(227) + 32 = 440,6 °F

f) -40 °C a °F
1,8·(-40) + 32 = -40 °F

g) -100 °F a K
(-100 - 32)/1,8 = -73,3 °C
- 73,3 + 273 = 199,7 K

h) 50 °F a R
50 + 459,6 = 509,6 R

i) 10 R a °F
10 - 459,9 = -449,6 °F

j) 500 °C a R
1,8·(500) + 32 = 932 °F
932 + 459,6 = 1.391,6 R

k) 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 °C273 + 15 = 288 K15·(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.

Autor: Carlos Alberto Lozano Escobedo

México.

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

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Problemas resuelto.

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