2 UWQ

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE
INSTITUTO DE CIENCIAS QUIMICAS

QUIM-149
GUIA DE EJERCICIOS Nº2
ENERGIA, TRABAJO, CALOR. Primera Ley de la Termodinámica

I. FUNCIONES MATEMATICAS

a) Derivadas

= 0;= naxn-1 ; = aeax

= ; = ; =

b) Integrales

; ;
; ;


II. Ejercicios:


1.- Un mol de gas ideal diatómico se comprime a partir de 1 atm y 25ºChasta alcanzar un estado final de 5 atm y 25ºC, mediante tres procesos diferentes, mecánicamente reversibles, en un sistema cerrado.

a) Calentamiento isocórico seguido por un enfriamiento isobárico.
b)Compresión isotérmica.
c) Compresión adiabática seguida por enfriamiento isocórico.
Represente a través de un esquema (P-V) el comportamiento de este gas para las distintas rutas.
Calcular W, Q, U yH para las distintas rutas

Suponer constantes CV y Cp. R = 1,987 cal /mol K = 0,082 atm L/mol K

2.- Calcule el trabajo de expansión en ergios cuando la presión de 1,0 mol de gas a 25 ºC varíaadiabática y reversiblemente desde 1,0 atm a 5,0 atm.
Datos: CP = 7,0 cal/mol K; CV = 5,0 cal/mol K. Resp.: 3,6 x 1010 erg.

3.- Un volumen de 100 L de He gaseoso inicialmente a 0 ºC y 1,00 atm secalienta hasta 100 ºC, manteniendo el volumen constante. Considerando comportamiento ideal y CV = 3R/2, determine: Q, W, P, U y H. Resp.: 5,56 kJ; 0 ; 0,366 atm; 5,56 kJ; 9,29 kJ

4.- Un mol de un gasideal monoatómico recorre el ciclo de la figura compuesto de las etapas a, b, y c, e implicando los estado 1,2 y 3. Completar los datos de la tabla




Estado
P(atm)
V(L)
T(K)
1

22,4
273
2


546
344,8


Etapa
Proceso
Q(cal)
W(cal)
U(cal)
H(cal)
A





B





C






Ciclo




Suponer constantes CV y Cp R = 1,987 cal /mol K = 0,082 atm L /mol K


5.- Un mol de un gas idealmonoatómico recorre las tres etapas mostradas en el diagrama

Complete la siguiente tabla

Etapa a
Etapa b
Etapa c
Ciclo
U




Q




W




Suponer constantes CV, Cp R = 1,987 cal /mol K = 0,082 atm L...