Problemas Resueltos Fundamentos Fisicos De La Ingenieria

Fundamentos Físicos de la Ingeniería

Tema 1. Temperatura y Principio cero de la Termodinámica. Gases ideales.

1.

El punto de ebullición del nitrógeno es 77.35 K. Expresar estatemperatura en grados Fahrenheit.

Conocidas las relaciones entre las diferentes escalas de temperatura

T = tc + 273 tc =
sustituyendo, obtenemos:

5 (t f - 32) 9

T = 77.35 K

  tc = T - 273 = -195.65º C  T = tc + 273 ⇒ tc = T - 273   t f = -320.17º F 5 9  tc = (t f - 32) ⇒ t f = tc + 32  9 5 

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Tema 1.Temperatura y Principio cero de la Termodinámica. Gases ideales.

2.

Un gas tiene un volumen de 2l a una temperatura de 30ºC y una presión de 1 atm. Se calienta a 60ºC y se comprime a unvolumen de 1.5l. a) Hallar su nueva presión. b) ¿Cuántos moles de gas existen en dicho gas?

Estado Inicial V1= 2l T1= 30ºC= 303K P1= 1 atm a) Aplicando la ecuación de los gases ideales:Estado Final V2= 1.5l T2= 60ºC= 333K ¿P2?

PV = nR = cte T
obtenemos:

PV1 1 = cte T1 PV1 PV2 PV T 1 = 2 ⇒ P2 = 1 1 · 2 = 1.47atm T1 T2 T1 V2
b) Aplicando la ecuación de los gasesideales a las condiciones características de la situación final:

   p2 = 1.47 atm   V2 = 1.5 l  n = 0,0807mol  T2 = 333K  R = 0.08206 atm·l/mol·K    pV = nRT ⇒ n = p2V2 RT2
Secomprueba que se obtiene el mismo resultado para la situación inicial

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Tema 1. Temperatura y Principio cero de la Termodinámica. Gasesideales.

3.

Determinar la velocidad rcm de una molécula de nitrógeno (M= 28g/mol) a 300 K.

De acuerdo con la teoría cinética de los gases, obtenemos:

1 3 Ec ,traslación = mv 2 = kT 22 vrcm = v 2 = R = N A ·k m· N A = M  3kT 3kT N A  = ·   m m NA   3RT    vrcm = M      vrcm = 516.82m/s    R = 8.31J / mol K   T = 300K   M = 28.10-3 Kg/mol 

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