Cap 7 Castellan

PROBLEMAS
Antes de trabajar con estos problemas, léase la sección 7.17.
7.1 Un mol de un gas ideal se somete a varios cambios de estado. CV = 12,47 J/K mol. ¿Cuál será el cambio de temperatura en cada cambio?
a) El sistema cede 512 J de calor, se destruyen 134 J de trabajo.
b) El sistema absorbe 500 J de calor, se producen 500 J de trabajo.
c) No hay transferencia de calor, se destruyen 126 J detrabajo.

7.2 En un cambio de estado dado, se destruyen 44 J de trabajo y la energía interna aumenta en 170 J. Si la temperatura del sistema aumenta en 10 K, ¿cuál es la capacidad calorífica del sistema?

7.3 Tres moles de un gas ideal experimentan una expansión isotérmica contra una presión de opo­sición constante de 100 kPa desde 20 dm3 hasta 60 dm3. Calcúlense Q, W, U y H.

7.4 a) Tres molesde un gas ideal a 27 °C tienen una expansión isotérmica reversible desde 20 dm3 hasta 60 dm3. Calcúlense Q, W, U y H.
b) Calcúlense Q, W, U y H si el mismo gas a 27 °C tiene una compresión isotérmica rever­sible desde 60 dm3 hasta 20 dm3.

7.5 Tres moles de un gas ideal experimentan una compresión isotérmica desde 60 1 hasta 20 1 uti­lizando una presión constante de 5 atm. Calcúlense Q, W, Uy H.

7.6 Desarróllese una ecuación para el trabajo producido en la expansión isotérmica reversible desde V1 hasta V2 de un gas con la ecuación de estado

7.7 Un mol de un gas de van der Waals a 300 K tiene una expansión isotérmica reversible desde 20 dm3 hasta 60 dm3 (a = 0,556 m6 Pa mol-2; b = 0,064 dm3/mol). Para el gas de van der Waals, . Calcúlense W, Q, U y H para la transformación.7.8 Un mol de gas ideal está confinado bajo una presión constante Pop = p = 200 kPa. La tempe­ratura se cambia de 100 °C a 25 °C. . Calcúlense W, Q,U y H.

7.9 Un mol de un gas ideal, CV = 20,8 J/K mol, se trasforma a volumen constante desde 0 °C hasta 75 °C. Calcúlense Q, W, U y H.

7.10 Calcúlense U y H para la trasformación de un mol de un gas ideal desde 27 °C y 1 atm hasta 327 °C y 17atm. CP = 20,9 + 0,042 T J/K mol.

7.11 Si un gas ideal sufre una expansión reversible politrópica, se cumple la relación pVn = C; C y n son constantes con n > 1.
a) Calcúlese W para tal expansión si un mol de gas se expande desde V, a VZ y si T1 = 300 K, T2=200K y n=2.
b) Si , calcúlense Q, U y H.

7.12 A 25 °C, el coeficiente de expansión térmica para el agua es a = 2,07 x 10-4 K-1 y sudensidad es 0,9970 g/cm3. Si se eleva la temperatura de 200 g de agua desde 25 °C hasta 50 °C bajo una presión constante de 101 KPa,
a) calcúlese W,
b) si CP/(J/K mol) = 75,30, calcúlense Q, U y H.

7.13 Un mol de un gas ideal experimenta una compresión adiabática en una sola etapa con una pre­sión de oposición constante igual a 1,00 MPa. Inicialmente, el gas se encuentra a 27 °C y 0,100 MPa depresión. La presión final es 1,00 MPa. Calcúlese la temperatura final del gas, Q, W, U y H. Hágase esto para dos casos:
Caso 1. Gas monoatómico, .
Caso 2. Gas diatómico, .
¿Cómo se verían afectadas estas cantidades si en vez de uno se usaran n moles del gas?

7.14 Un mol de un gas ideal a 27 °C y 0,100 MPa se comprime adiabática y reversiblemente hasta una presión final de 1,00 MPa. Calcúlense latemperatura final; Q, W U y H para los dos casos del problema 7.13.

7.15 Un mol de un gas ideal a 27 °C y 1,00 MPa de presión, se expande adiabáticamente hasta una presión final de 0,100 MPa contra una presión de oposición constante de 0,100 MPa. Calcúlense la temperatura final, Q, W U y H para los dos casos, y .
7.16 Un mol de un gas ideal a 27 °C y 1,0 MPa de presión tiene una expansiónadiabática reversible hasta una presión de 0,100 MPa. Calcúlense la temperatura final, Q, W, U y H para los dos casos, y .
7.17 En una expansión adiabática de un mol de un gas ideal desde una temperatura inicial de 25 °C, el trabajo producido es 1200 J. Si , calcúlense la temperatura final, Q, W, U y H.
7.18 Si un mol de un gas ideal se expande adiabáticamente hasta que la temperatura...