Ejercicios De Termodinámica

Primera serie de ejercicios de termodinámica, 6°I


1. Un mol de un gas que se comporta idealmente, con Cv,m = [pic], inicialmente a 300 K, se calienta isobáricamente a 0.8 atm hasta que su volumen llega a ser el doble del inicial. Luego, mediante un enfriamiento isométrico, se reduce la presión a la mitad de su valor inicial. Finalmente, se realiza una compresión isotérmica hasta que alcanzael estado original. Haz un diagrama del ciclo descrito y calcula los cambios en energía interna y entalpía, así como la energía térmica y el trabajo transferidos en cada etapa y en el ciclo.

2. Un mol de un gas ideal monoatómico se somete al ciclo mostrado
en la siguiente curva

a) Caracteriza cada proceso en el ciclo
b) Obtén los diagramas V, T y p, T
c) Calcula q, W, (U, (H y paracada proceso y en el ciclo
d) Indica en las curvas cuándo absorbe y cuándo cede calor el sistema

3. Un mol de un gas ideal monoatómico se somete al ciclo mostrado en la siguiente curva

a) Caracteriza cada proceso en el ciclo
b) Obtén los diagramas p, V y p, T
c) Calcula q, W, (U, (H y para cada proceso y en el ciclo
d) Indica en las curvas cuándo absorbe y cuándo cede calor el sistema4. Un mol de un gas ideal monoatómico se somete al ciclo mostrado en la siguiente curva

a) Caracteriza cada proceso en el ciclo
b) Obtén los diagramas V, T y p, T
c) Calcula q, W, (U, (H y para cada proceso y en el ciclo
d) Indica en las curvas cuándo absorbe y cuándo cede calor el sistema

5. Un gas ideal se halla inicialmente a T = 300.00 K, p = 2.00 atm y V = 30.00 L. El gas secomprime a T constante por una presión externa constante de 4.00 atm hasta que su volumen es de 20.00 L. Calcula q, W, (U y (H y para el gas.

6. Un mol de un gas ideal monoatómico se mantiene a 300 K en un recipiente a V constante. Después se pone en contacto con un baño a T constante igual a 250 K. Calcula cuánto calor libera el gas al enfriarse y obtén W, (U y (H y para el gas.

7. Un gas ideal encontacto con un baño a T constante de 300 K se comprime desde Vi = 20.0 L a un Vf = 12.0 L. En este proceso se gastan 3.00 J de energía por el mecanismo externo que empuja al pistón. Calcula el calor intercambiado por el sistema y el recipiente térmico así como la dirección del flujo de calor.



8. Un gas diatómico ideal está confinado en un V = 14.0 L a 75 °C y a p = 1 atm. A continuaciónse suministra lentamente calor a este gas y se permite que se expanda lenta y reversiblemente a presión constante hasta que su V = 21.0 L. Calcula el número de moles de gas en el recipiente, la temperatura final, la cantidad de trabajo que llevó a cabo el gas, cuánto calor se suministró a dicho gas y el cambio en entalpía y en energía interna.

9. Al estudiar las propiedades de un freón gaseoso,de fórmula C2Cl2F2, empleado como refrigerante, se enfría una muestra de 1.25 g del freón a la presión atmosférica constante de 0.91 atm, desde un temperatura inicial de 50.0°C a una temperatura final de 20.0 °C. Durante el enfriamiento, el volumen de la muestra decrece de 274 a 248 mL. Calcula (H y (U para el clorofluoroalcano. El calor específico molar a presión constante para el freón es Cp,m =80.7 J/molK.

10. El calor específico molar a presión constante del He es de 20.79 J/molK. Calcula la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura en 10 K de una muestra de 1 mol de He a 25 °C (a) cuando está en un recipiente a V constante a una presión externa de 10 atm, (b) cuando está en un recipiente equipado con un pistón sin fricción sujeto a una presión constante externa de 10atm. Calcula la cantidad de trabajo que se efectúa en cada caso.

11. El calor de vaporización de un líquido, (Hvap, es la energía requerida para evaporar 1 g de un líquido a su temperatura de ebullición. En un experimento, 60.0 g de N2 líquido (punto de ebullición de –196 °C) se vierten en un vaso de unicel con 200 g de agua a 55.3 °C. Calcula el calor molar de vaporización del N2 líquido si...