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Guía de ejercicios de gases. TP07

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

Gases

Resolver los siguientes ejercicios:

Problema n° 1) Para la reacción mostrada en el problema 16 a), ¿Cuántos litros de oxigeno a TPS se necesitan para producir 500 kcal de calor?

500 kcal (11 mol de O2/1330 kcal).(22,415 l de O2/1 mol de O2) = 92,57 lts de O2.

Respuesta: 92,57 lts de O2

Problema n° 2) ¿Cuantos kcal de energía calorífica son requeridas por un vegetal para producir 50 g de fructuosa (reacción anterior 16 b)?

50 g de C6H12O6 (1 mol de C6H12O6/180 g de C6H12O6).(676 kcal/1 mol de C6H12O6) = 187,7 kcal.

Respuesta: 187,7 kcal

Problema n° 3) El calor de evaporación del agua es 540 kcal/g ¿Cuántas calorías se requieren para vaporizar 200 g de agua? ¿Cuál es el calor molar de vaporización del agua]?

Calorías = (540 cal/g).(200 g) = 108000 cal.

Qma = (540 cal/g).(18 g/mol) = 9720 cal/mol) = 9,72 kcal/mol.

Problema n° 4) El calor de fusión del hielo es de 80 cal/g.

a) ¿Cuál es calor molar de fusión del hielo?

Qmh = (80 cal/g).(18 g/mol) 1440 cal/mol.

b) ¿Cuántas calorías se requieren para fundir 500 g de hielo?

(80 cal/g).(500 g/mol) = 40000 cal/mol.

c) ¿Cuántas calorías se requieren para formar 50 g de agua desde hielo a 0 °C hasta vapor a 100 °C (Para el calor de vaporización véase el problema 19)?

(50 g).(80 cal/g) = 4000 cal.

(50 g).(1 cal/g °C).(100 °C) = 5000 cal.

(50 g).(540 cal/g) = 27000 cal.

Σ = 36000 calorías.

Problema n° 5) Cuando H2 (gas) y O2 (gas) reaccionan para formar (H2O).(liquida), se liberan 68,4 kcal de calor por mol de H2O formada. ¿Sería más o menos este el valor si usáramos como materiales iniciales H2 líquido y O2 líquido? Explíquese.

Respuesta: El valor seria menor porque al encontrarse en estado líquido, los reactivos, se necesitaría menor energía de combinación.

Problema n° 6) En un motor de automóvil, se queman hidrocarburos líquidos en el aire, para formar CO2 (gas) y H2O (gas). ¿Se produciría en la combustión más o menos energía si el H2O producido se formara en el estado líquido en el lugar del gaseoso? Explíquese.

NOTA: Los calores de combustión de la mayoría de los hidrocarburos corresponden a unos 115 kcal por mol de H2O formada, mientras que el calor de vaporización del agua es 10 kcal/mol.

Respuesta: Es mayor la cantidad de calor de combustión del hidrocarburo que el de condensación del agua.

Problema n° 7) Si una persona se pone a dieta para perder peso, ¿Perderá más o menos peso consumiendo alimentos muy fríos o muy calientes? Explíquese.

Respuesta: Al consumir alimentos más fríos nuestro organismo hace un mayor desgaste de energía que si estos están a temperatura ambiente.

Problema n° 8) ¿Cuánto trabajo es desarrollado por una persona de 150 lb, que asciende una montaña hasta una altura de 5000 pies? Considérese solo el trabajo en contra de la gravedad. Explíquese la respuesta en pies-lb, en ergios y en kcal.

(150 lb).(5000 pies) = 750000 pies - lb.

7,5.105 pies - lb (0,32 cal/pié-lb) = 240000 cal.

2,4.105 cal (1 J/0,24 cal).(107 ergios/1 J) = 1.1013 ergios.

Problema n° 9) la velocidad promedio de una molécula de O2 a 25 °C es aproximadamente 4,8.104 cm/s. Calcúlese la energía cinética total de un mol de gaseoso a 25 °C, en calorías.

EC = m.v²/2 = 32 g.(4,8.10² cm/s)²/2 = 3,6.1010 ergios (1 cal/4,185.107 ergios) = 880,86 cal.

Respuesta: 880,86 cal

Bibliografía: Cálculos Químicos de Benson.

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