bachillerato

Termoquímica.
11/11/2014

QUíMICA de 2º BAC

Calcula a variación de enerxía interna dun gas nos seguintes casos:
a) Se absorbe unha calor de 100 J e realiza un traballo de 75 J.
∆𝑈 = 𝑞 + 𝑊

∆𝑈 = 100 − 75 = 25 𝐽
b) Se desprende 200 J en forma de calor e realiza un traballo de 0,1 kJ
103 𝐽
0,1 𝑘𝐽 ·
= 100 𝐽
1 𝑘𝐽
∆𝑈 = −200 − 100 = −300 𝐽
Calcula o traballo realizado cando se comprimeun gas desde un volume de 5,0 dm3 até
outro de 2,0 dm3, baixo unha presión constante de 104 Pa. Cal foi a variación de enerxía interna
nese proceso, se a calor que se desprende no proceso serviu para incrementar a temperatura de 10 g
de auga en 0,5 ºC? Dato: ce(auga) = 4180 J·kg−1 K−1.
𝑊 = −𝑝 · ∆𝑉
∆𝑉 = 2 − 5 = −3 𝑑𝑚3
1 𝑚3
−3 𝑑𝑚 · 3 3 = −0,003 𝑚3
10 𝑑𝑚
𝑊 = −104 · (−3 · 10−3 ) = 30 𝐽
3O traballo e positivo porque se realiza sobre o sistema.
𝑞 = 𝑚 · 𝑐𝑒 ∆𝑇
𝑞 = 0,01 𝑘𝑔 · 4180

𝐽
0,5 𝐾 = 21 𝐽
𝑘𝑔 · 𝐾

O calor é cedido polo gas á auga, pois ésta incrementou a súa temperatura. Por tanto é
negativo:
𝑞 = −21 𝐽
∆𝑈 = 𝑞 + 𝑊
∆𝑈 = −21 + 30 = 9 𝐽

Na combustión, a volume constante, de 3 gramos de ácido tartárico (C4H6O6), sólido, a 25
ºC, despréndense 23,7 kJ. Calcula a calorde combustión a presión constante e á mesma
temperatura. Dato: a auga obtida na combustión está en estado líquido.
Axústase a reacción que se produce.
5
C4H6O6(s) + 2O2(g) → 4CO2(g) + 3H2O(l)

Coñecemos a calor de combustión a volume constante para 3 g de ácido tartárico, entón
podemos coñecer esta calor para un mol do composto:
𝑔
𝑀(𝐶4 𝐻6 𝑂6 ) = 12 · 4 + 1 · 6 + 16 · 6 = 150
𝑚𝑜𝑙
1 𝑚𝑜𝑙𝐶4 𝐻6 𝑂6
𝑛(𝐶4 𝐻6 𝑂6 ) = 3 𝑔 𝐶4 𝐻6 𝑂6 ·
= 0,02 𝑚𝑜𝑙 𝐶4 𝐻6 𝑂6
150 𝑔 𝐶4 𝐻6 𝑂6
∆𝑈 =

−23,7 𝑘𝐽
𝑘𝐽
= −1185
0,02 𝑚𝑜𝑙
𝑚𝑜𝑙

∆𝐻 = ∆𝑈 + ∆𝑛 · 𝑅 · 𝑇
∆𝑛 = 𝑛𝑝(𝑔) − 𝑛𝑟(𝑔) = 4 − 2,5 = 1,5 𝑚𝑜𝑙
∆𝐻 = −1185 · 103 + 1,5 · 8,31 · 298 = 1181285,4 𝐽
𝑘𝐽
𝑚𝑜𝑙
xa que a ecuación química está axustada para un mol de ácido tartárico.
∆𝐻 = −1181,3

Sinala se son verdadeiras ou falsas as seguintes afirmacións:
a) Otraballo é unha función de estado.
b) Cando un gas se expande contra o baleiro, o traballo que realiza é nulo.
c) Nun proceso exotérmico H < 0.
d) A lei de Hess baséase en que a entalpía é unha función de estado.
e) Un sistema non pode absorber calor sen que aumente a súa enerxía interna.
f) A presión e a densidade son propiedades intensivas dun sistema.
a) Falso. As funcións de estado sonvariables que dependen unicamente do estado no que se
atopa o sistema, sen depender dos procesos de transformación polos que pasara o sistema
para acadar tal estado. O traballo non é función de estado pois depende das etapas ou
camiño seguido para acadar un determinado estado.
b) Certo. Por definición, realízase traballo mecánico cando se exerce unha forza e se produce
un desprazamento:
𝑊 =𝐹 · ∆𝑥
Como o gas ao expandirse contra o baleiro non ten que exercer ningunha forza contra nada,
o traballo realizado será nulo.
c) Certo. Nun proceso exotérmico, o sistema cede enerxía en forma de calor ao entorno. Por
tanto, os produtos terán menor enerxía que os reactivos. Tendo en conta que a entalpía do
proceso defínese como:
∆𝐻 = 𝐻𝑝 − 𝐻𝑟
𝑆𝑒 𝐻𝑝 < 𝐻𝑟 ⟹ ∆𝐻 < 0
d) Certo. Ao ser aentalpía unha función de estado, como xa se dixo no apartado a), a súa
variación só depende dos estados inicial e final pero non das diferentes etapas para pasar
dun estado a outro. Deste xeito a lei de Hess establece que: “cando un proceso pode
realizarse por etapas, sexan reais ou imaxinarias, a variación de entalpía do proceso
directo é igual á suma das variacións de entalpía de cada etapa”.
e)Falso. Tendo en conta o primeiro principio da termodinámica:
∆𝑈 = 𝑞 + 𝑊
se ∆𝑈 = 0 ⟹ 𝑞 = −𝑊. E dicir, o sistema podería absorber calor do entorno a costa de
realizar traballo sobre o entorno, sen que varíe a súa enerxía interna.
f) Verdadeiro. Son propiedades intensivas pois non dependen da cantidade de materia do
sistema.

Calcula a calor de formación do metano (gas) a partir dos...