Guía n° 6 de ejercicios resueltos de gases ideales

Resolver los siguientes ejercicios

Problema n° 1

Suponiendo que no cambia el valor específico del hierro calcúlese cuantas calorías deberían ser eliminadas para enfriar un mol de hierro partiendo de 25 °C hasta 50 K

Q = 55,847 g·(0,107 cal/g·°C)·(- 248 °C)

Q = -1.481,95 cal

Problema n° 2

¿Cuál requerirá más energía para separarse en sus moléculas individuales, una sustancia a temperatura elevada o la misma sustancia a una temperatura más baja? Explíquese el razonamiento.

Respuesta: Para ponerla a una temperatura, porque una sustancia gasta más energía al bajar de temperatura.

Problema n° 3

Se necesita 80 cal para elevar en 16 °C la temperatura de 20 g de lana. ¿Cuál es el calor específico de la lana?

Problema n° 4

Un metal desconocido tiene un calor especifico de 0,15 cal/g·°C. ¿Cuál es, aproximadamente el peso atómico del metal? ¿A partir de la tabla de pesos atómicos se podría adivinar cuál podría ser este metal?

Respuesta: 40 g/mol; en este caso sería el calcio

Problema n° 5

A partir del conocido peso atómico del níquel (58,7), ¿Cuál se estimaría que sería su calor específico?

Problema n° 6

¿Cuántos ergios se requieren para elevar en 1 °C la temperatura de 1 molécula de agua?

= 2,98·10^-23 g.

Q = 2,98·10^-23 g·(1 cal/g·°C)·(1 °C) = 2,98·10^-23 cal

Problema n° 7

Calcúlese el calor de las siguientes reacciones (empleando los valores de H_f de la Tabla de constantes de entalpías de formación).

a)

2·NO + O₂ → 2·NO₂

Calor = 2·(-7,4) - 2·21,5 = -14,8 - 43 = -57,8 kcal/mol

b)

CH₄ + 2·O₂ → CO₂ + 2·H₂O

Calor = [2·(-68,4) - 94,4] - (-19,1) = (-136,8 - 94,4) + 19,1 = -231,2 + 19,1 = -212,1 kcal/mol

c)

C + H₂O → CO + H₂ [H_f = (CO) = -28 kcal/mol]

Calor = -28 - (-68,4) = -28 + 68,4 = 40,4 kcal/mol

d)

C₂H₂ + 2·H₂ → C₂H₆

Calor = -20,2 - 54,3 = -74,5 kcal/mol

e)

Na + 2·H₂O → 2·NaOH + H₂

Calor = 2·(-101,9) - 2·(- 68,4) = -203,8 + 136,8 = -67 kcal/mol

f)

H₂S + 2·O₂ → H₂SO₄

Calor = -189,8 - (-5,2) = -189,8 + 5,2 = -184,6 kcal/mol

Problema n° 8

Para las reacciones siguientes calcúlese el calor de formación del compuesto aislado que en cada caso no aparezca en la lista de la Tabla de constantes de entalpías de formación:

a)

4·C₃H₅(NO₃)₃ + 11·O₂ → 12·CO₂ + 12·NO₂ + 10·H₂O + 1.330 kcal (combustión de la nitroglicerina).

-1.330 kcal = 12·(-94,4 kcal) + 12·(-7,4 kcal) + 10·(-68,4 kcal) - 4·C₃H₅(NO₃)₃

-1.330 kcal = -1.132,8 kcal - 88,8 kcal - 684 kcal - 4·C₃H₅(NO₃)₃

-1.330 kcal = -1.905,6 kcal - 4·C₃H₅(NO₃)₃

-1.330 kcal + 1.905,6 kcal = -4·C₃H₅(NO₃)₃

-143,9 kcal = C₃H₅(NO₃)₃

b)

6·CO₂ + 6·H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6·O₂ - 676 kcal (azúcar - fotosíntesis de la fructuosa).

676 kcal = C₆H₁₂O₆ - [6·(-94,4 kcal) + 6·(-68,4 kcal)]

676 kcal = C₆H₁₂O₆ - (-566,4 kcal - 410,4 kcal)

676 kcal = C₆H₁₂O₆ + 976,8 kcal

676 kcal - 976,8 kcal = C₆H₁₂O₆

-300,8 kcal = C₆H₁₂O₆

c)

2·SO₂ + O₂ → 2·SO₃ + 43 kcal

-43 kcal = 2·SO₃ - 2·(-70,2 kcal)

-43 kcal = 2·SO₃ + 140,4 kcal

-43 kcal - 140,4 kcal = 2·SO₃

-183,4 kcal = 2·SO₃

½·(-182,4) kcal = SO₃

-91,7 kcal = SO₃

d)

2·NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2·H₂O + 30 kcal

-30 kcal = Na₂SO₄ + 2·(-68,4 kcal) - [2·(-101,9 kcal) + (-189,8 kcal)]

-30 kcal = Na₂SO₄ - 136,8 kcal - (-203,8 kcal - 189,8 kcal)

-30 kcal = Na₂SO₄ - 136,8 kcal + 393,6 kcal

-30 kcal - 393,6 kcal = Na₂SO₄ - 136,8 kcal

-423,6 kcal + 136,8 kcal = Na₂SO₄

-286,8 kcal = Na₂SO₄

Bibliografía:

Cálculos Químicos de Benson.

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Autor: Carlos Alberto Lozano Escobedo

México.

Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

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