EJERCICIOS TERMODINAMICA QUIMICA

1. El trabajo realizado cuando se comprime un gas en un cilindro, es de 462 J. Durante este proceso hay una trasferencia de calor de 128 J del gas hacia los alrededores. Calcule el para este proceso.
Solución:
Datos
W= 462 J
Q= -128 J
Compresión = w (+)
Operación
= q+ w
= -128 J +462 J
= 364 J //
2 .Considere la siguiente reacción que se lleva a cabo a presión constante.
2Na(s)+ 2H2O (l) 2NaOH (ac) + H2 (g)
= -367,5 KJ
A 25ºc se agrega una pequeña cantidad de Na(s). Si se desprecian los pequeños cambios en el volumen de la disolución. Determine y explique porque es aproximadamente
Solución:
Datos
T = 25ºC
P = 1 atm
n = 1 mol H2
Operación
p. = n. r. t
p. =1. (0.082). (298)
p. =24.45 atm.l
La transformamos: 24.45 atm.l x 101.32J/1 atm.l = 2.5 KJSabiendo que: = – p
= -367.5KJ - 2.5KJ = -370.0KJ //
Explicación la razón de que sea menor que es porque parte de la energía interna liberada se utiliza para realizar el trabajo de la expansión del gas, de modo que se libera menos calor.
3. Calcule el cambio de energía interna cuando 2 moles de Co se convierten en 2 moles de CO2 1 atm y 25ºc.
2Co (g) +O2 (g) 2Co2 (g)
Datos
= -566.0 KJ
Operación
= - n.r.t
= -566.0 KJ – (-1 mol) (8.314 J/ molK )( 298 K)
= -563.5 KJ //
4. A 0ºc el hielo tiene una dh de 0.917 g/ y el agua una densidad de 0.9998 g/. Para el proceso de fusión es 6010 J/mol. Calcular
Solución:
Vh = Va =
Vh = 19.65 /mol va =18.02/mol
Pero V = Va – Vh = -1.63 /mol = -0.00163 /mol
Ahora:
p = (101.3 KPa) (- 0.00163 /mol)
p = - 0.165 J/mol
Por lo tanto:
= – p
= 6010 J/mol + 0.165 J/mol
= 6009.8 J/mol //
5. Un balón lleno de gas absorbe 1 KJ de calor y se expande desde 20 hasta 22 en contra de 101.3 KPa. ¿Cuáles son los valores de y para el proceso?
Solución:
Datos
Absorbe q(+)
Q = 1000 J
Q = = 1000 J
Operación
= - p
= 1000J – (101.3 KPa) (22-20)
= 798 J //
6. según la ecuación:
CaCO3(s) CaO(s) + CO2 (g)
Solución:
Datos
= 176 KJ/mol
V CaCO3(s) 0
T = 950ºC
P = 101.3 KPa
= ?
Operación
Aplicando la ecuación de los gases ideales:
p = r t
p = (1 mol) (8.31 J/molK)(1233K)
P = 10.2 KJ


Por lo tanto:
= - p
= 176 KJ – 10.2 KJ
=165.8 KJ //
7. según el siguiente proceso:
3C(s) + 2 Fe2O3(s) 4Fe(s) + 3CO2 (g)
Absorbe 464 KJ de energía a 25ºc. ¿Cuál será el para el proceso y cuál será el ?
Solución:
Si absorbe
Qp = 464 KJ
= QP = 464 KJ //= - p
= - r t
= 464KJ – (3 moles)(8.31 J/molK)(298K)= 456.6 KJ //
8. ¿Cuál es la máxima cantidad de trabajo útil, expresada en KJ, que se pudiera obtener a 25ºc y 1 atm por la oxidación de 1 mol de propano de acuerdo con la ecuación?
C3H8 (g) + 5 O2 3CO2 (g) + 4H2O (l)
Nota: el trabajo útil se define como el trabajo realizado para la combustión de un mol de C3H8 (g)
Solución:
W = p = r t
W = (3-6) moles x 8.31J/molK x 298K
W...