Ejercicios de Termodinamica

Propiedades empíricas
de los gases
.. 2-1. Cinco gramos de etano se encuentran dentro de un bulbo de un litro de ca-
pacidad. El bulbo es tan débil que se romperá si la presión sobrepasalas 10
atmósferas. ¿A qué temperatura alcanzará la presión del gas el valor de
rompimiento?
Haremos uso de la ecuación (2-13) del texto de Castellan:
pV = nRT. (11-1)
El número demoles de etano dentro del bulbo, lo podemos calcular por medio de
la relación
W
n =-
M
(11-2)
donde Wy M son la masa y el peso molecular de etano. Sip > 10 atm el bulbo seromperá, por lo tanto, despejando T de la ecuación (11-1) y substituyendo la
ecuación (11-2), tenemos
T == ..#pV = (30 gm/mol)(IO atm)(1 lt)
- RW (0.082054 lt atm/molOK)(5 gm)
• 2-2. Ungran cilindro para almacenar gases comprimidos tiene un volumen apro-
ximado de 1.5 pies 3 • Si el gas se almacena a un presión de 150 atro a
300° K, ¿cuántos moles de gas contiene elcilindro? ¿Cuál sería el peso del
oxígeno en un cilindro de esta \taturaleza?
2 CAPiTULO 2
lIadcndu liSO de la ecuación (11-1) tenemos que
pV (150 atm)(1.5 ft 3 )(28.316It/l ft 3 )
n =--- =
~
~
~
7
-
-
-
~
~
~
~
~
~
~
RT (0.082054 It atm/moIOK)(3000K) I
n = 258.84 moles
Despejando W de la ecuación (Il-2),
W = nM = (258.84 moles)(32 gr/mol) = 8282.88gr

2-3. En el sistema ilustrado en la fig. 2-13 se halla contenido helio a 30.2°C. El
bulbo de nivelación L se puede levantar para llenar el bulbo i n f ~ r i o r con
mercurio yforzar la entrada del gas a la parte superior del dispositivo. El
volumen del bulbo 1 hasta la marca b es de 100.5 cm 3 y el del bulbo 2 entre
las marcas a y b es de 110.0 cm 3 • La presióndel helio se mide por la diferen-
cia entre los niveles del mercurio en el dispositivo y en el brazo evacuado del
manómetro. Cuando el nivel del mercurio está en a la presión es 20.14...