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Tercer Cuatrimestre
División: Ciencias de la Salud, Biológicas y Ambientales

Unidad 2. Primera ley de la termodinámica

Actividad 6. Iniciando con la aplicación de modelos.Juan Carlos Gómez Pacheco.


1. Halle la presión a que estarán sometidos 40 g de nitrógeno a 150 ºC dentro de un volumen de 5 L, utilizando:
a) la ecuación de estado del gasideal.
PV = n(x) RT.
Hallará n(x) = m(x)/M(x) para el dinitrógeno M(N2) = 28g/mol. n(x) = 1,43 mol
R puede trabajarla en cualquier unidad. R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1.
P: P = (n(x)RT)/V
p = 9.91atmmol.atm.L.mol-1.K-1.K.L= atm
p = 1003,9 kPa
b) Aplicando la ecuación de Van der Waals.
ƒ P= (nRT/ V-b) – (n2a/V2) (1)
ƒ P = 9,93 atm. p = 1005,9 kPa
(atm) – (atm) = atm
(mol.atm.L.mol-1.K-1.K.L-1.)= atm ( mol2.atm .L2.mol-2.L-2) = atm
c) La ecuación del factor de compresibilidad.
ƒ Despejar p en la ecuación del factor de compresibilidad: p = znrt/V
ƒ Determinar pr dividiendo por la pcdel dinitrógeno: pr = znRT/pc.V
ƒ Calcular pr = f(z)
pr = 0,3z (2)
ƒ Dar valores a z y calcular pr: z 1 0,6
Pr 0,3 0,8
ƒ Hallar Tr para el dinitrógeno. Tr = T/Tc
ƒ Buscar fig.2.12 y trazar larecta pr = 0,3Z correspondiente a los puntos anteriores
.y donde intercepte a la Tr 3,3. Hallar pr. pr = 0,29
ƒ Cálculo de la presión: p = pc.pr p = 9,7 atm p = 982,61 kPa
Como se aprecia los tresmétodos ofrecen resultados muy similares debido a que como se trata del gas dinitrógeno, que se encuentra temperatura mucho mayor que la Tc y a presiones bastante alejadas de la Pc, (mucho menores), elmismo tiende a comportarse idealmente. Este gas cumple Van der Waals además porque las condiciones de aplicabilidad de Van der Waals son:
cuando el Vm > 0,31
( 12 atm. y temperatura ambiente).2.- Si el agua de las cataratas del Niágara tiene una temperatura de 10°C y luego cae 50 m, ¿qué temperatura máxima podría aumentar al fondo de las cataratas?

M= 1 KG
Mgh = (1 kg) (9.8 m/s2) (50...