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MANUAL DE EJERCICIOS

FISICOQUIMICA

QUI 030 QUI032

COMPILADO POR Dr. Andrés Olea Dr. Raúl Barraza Dr. Juan C. Santos Dra. Nancy Pizarro Dra. Irma Fuentes

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La fisicoquímica es una rama de la química que integra la química, física y las matemáticas. Dada la complejidad de los tópicos que se desarrollan durante el semestre, es necesario el estudio clase a clase de las materiasexpuestas por el profesor, y la realización de ejercicios teóricos. Por esto, los profesores de fisicoquímica han desarrollado este manual con el objetivo de entregar a los estudiantes una gama de ejercicios básicos que deben desarrollar durante este curso, para aprobar el ramo con éxito. Tópicos Generales de Fisicoquímica Las guías de ejercicios desarrollarán los siguientes contenidos: 1. Manejo deejercicios aplicando reglas de Cálculo Integral y Conceptos Básicos 2. Primera ley de la Termodinámica. Concepto de trabajo P-V 3. Segunda Ley de la Termodinámica. Concepto de Entropia. Cálculos de Cp 4. Equilibrio material. Funciones auxiliares H, G, A. Manejo de conceptos de espontaneidad, equilibrio. 5. Funciones termodinámicas normales de reacción. Aplicaciones con enfoque biológico 6. Equilibrioquímico y fases. Potenciales químicos en diferentes tipos de sistemas 7. Equilibrio de fases en sistemas de un componente. 8. Cinética Química Teorías de las velocidades de reacción Integración de las ecuaciones cinéticas Determinación de las ecuaciones cinéticas. Mecanismos de reacción. Influencia de la temperatura en las constantes cinéticas. Aplicaciones a sistemas simples.

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GUIA DEEJERCICIOS # 1

DEFINICIONES TERMODINAMICAS
1. Diga cuales de los siguientes sistemas son: cerrados o abiertos y aislados o no aislados: a) Un sistema encerrado entre paredes rígidas, impermeables y térmicamente conductoras. b) El cuerpo Humano. c) El planeta Tierra. 2. Prediga si es verdadera o falsa las siguientes afirmaciones: a) b) c) d) Un sistema cerrado no puede interaccionar con susalrededores La densidad es una propiedad intensiva Un sistema homogéneo debe ser una sustancia pura Un sistema que contiene una única sustancia debe ser homogéneo.

3. Enumere a lo menos 10 propiedades que puedan ser usadas como variables de estado y clasifíquelas en extensivas e intensivas. 4. Se define una escala centígrada de temperaturas según la siguiente expresión:

t

=

V − V0 x100 V100− V0

Donde Vo y V100 son los volúmenes de un gas medidos a la temperatura de fusión y a la de vaporización del agua respectivamente. El valor de la presión se mantiene constante y se supone que existe una relación lineal entre la temperatura y el volumen de gas. De acuerdo a esto, Encuentre los valores del cero absoluto para los siguientes casos: a) A 1 atm de presión, el volumen del gas N2 esde 22,401L a 0°C y 30,627L a 100 °C b) A 0.1 atm de presión, el volumen molar del N2 es 224,13L a 0°C y 306,20La 100 °C. c) Si los resultados de a) y b) son extrapolados a presión cero, ¿Qué se obtiene para el cero absoluto? 5. La altura de la columna de mercurio en cierto termómetro de vidrio es de 5.00 cm cuando el termómetro está en contacto con agua en su punto triple. Si la altura de lacolumna de mercurio es la propiedad termométrica y Θ es la temperatura empírica determinada con este termómetro, con estos datos: a) Calcular la temperatura empírica medida cuando la altura es 6.00 cm. b) Calcular la altura en el punto del vapor de agua. c) Si X puede medirse con una precisión de 0.01cm prediga si se puede utilizar este termómetro para distinguir entre el punto del hielo y el puntotriple.

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6. En un gráfico de V en función de T dibujar y señalizar las líneas que indican los siguientes procesos a partir del mismo estado inicial To y Vo : a) Una expansión isotérmica, b) Una compresión isotérmica c) Un incremento de temperatura a volumen constante (isócoro). 7. Dar un ejemplo de : a) b) c) d) Un proceso isócoro reversible. Compresión adiabática irreversible. Un proceso...
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