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Guía de ejercicios de gases ideales. TP05

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

Guía de ejercicios 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 1m 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 julios a calorías.

8 J·(0,24 cal/1 J) = 1,92 cal.

d) 60 ergios a micro julios.

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

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) 1000 K a °C.
1000 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 = 1391,6 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 que 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) = 45400 cal.

Respuesta: 45400 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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