Fisica

Problem Set # 1
Physics II and Lab: Thermodynamics and Fluids (D/E)

1) Demuestre que para convertir entre F y C, la ecuación a utilizar es:
TC = 5/9 (TF - 320)
*) Convertir 45 grados Fahrenheit a Celsius:
5/9 x (450 F– 320) = 7,222 grados Celsius.
2) En un termómetro de gas a volumen constante, la presión a 25 ° C es 0,980 atm
(a) cuál es la presión a los 450?
(b)¿Cuál es la temperatura si la presión es 0:5 atm?
RTA:
a) 450 * 0,98 atm / 25 ° = 1,764 atm la presión es 1,764 atm
b) 0,5 atm * 250 /0,98atm = 12,7551020 la temperatura es de 12,7551020
3) El nitrógeno líquido tiene un punto de ebullición del - 195:810 C a presión atmosférica. Expresar esta temperatura
a) en grados Fahrenheit y
b) en grados Kelvin.
RTA: - 195,810C
0F= (9/5 X(-195,81) + 32 = - 320,458 0 F
0K= -195,81 + 273,15 = 77,34 0 K
4) el rango de uso de una cera bajo el cielo abierto esta entre – 120 C hasta -7 0 C.
Cuáles son esos rangos en escala 0F?
RTA: -120 C = (9/5 X (-12) + 32 = 10,4 0F
-70 C = (9/5 X (-7) + 32 = 19,4 0F

El rango esta entre 10,4 0F y 19,4 0F.

5) La longitud de la columna de mercurio en un termómetro 4 cm cuando sesumerge en agua helada y 24 cm cuando se sumerge en agua hirviendo.
a) cual será la longitud en un cuarto con temperatura de 22 0C?
b) si la columna del mercurio es de 25,4 cm de longitud cuando el termómetro es sumergido en una solución química, cual es la temperatura de la solución?
RTA:
a) 4 cm = 00 C 24cm = 1000 C
100/20 *22 + 4 = 8,4cm la longitud será de 8,4 cm
b) La temperaturaserá la que marque el termómetro.
6) A que temperatura la escala Celsius y la escala Fahrenheit marcan la misma temperatura?
RTA: Celsius (9/5 * -40) +32 = -40 Fahrenheit (-40 – 32)* 5/9 = -40
Coinciden en – 40 0.
7) Un gas se mantiene a presión constante. Si la temperatura se cambia desde 50 hasta 100 C, qué factor hace el cambio de volumen?
RTA: El factor quehace el cambio de volumen es el incremento en la temperatura, conforme mayor es la temperatura mayor es el volumen, ley de charles.
8) Una habitación es de 6m por 5m por 3m.
a) Si la presión del aire en la habitación es 1atm y es la temperatura 300K, encuentre el número de moles de aire en la habitación.
b) Si la temperatura sube 5 K y la presión se mantiene constante, calcule el número demoles de aire salga de la habitación?
RTA:
a) P= 1 atm V= 90 m3 T= 300K n=?
P*V = n* R*T
n = P*V/R*T n= 1 atm * 90 m3 / (8,134 joules /mol * K) * 300 K
= 1 atm = 0,00000987 pascales
n= 0,00000987 pas x 90 m3
(8,134 joules /mol * K) * 300 K = 3,561462593 x 10 -7 moles.

b) P= 1 atm V= 90 m3 T= 305K n=?
n = P*V/R*T n= 1 atm * 90 m3 / (8,134joules /mol * K) * 300 K
= 1 atm = 0,00000987 pascales
n= 0,00000987 pas x 90 m3
(8,134 joules /mol * K) * 305 K = 3,503077961 x 10 -7 moles.
= (3,561462593 x 10 -7 moles) – (3,503077961 x 10 -7 moles) = 0,058384632 x 10 -7 moles
9) Si 1mol de un gas en un contenedor ocupa un volumen de 10 litros a una presión de 1atm,
a) ¿cuál es la absoluta temperaturadel gas?
b) El contenedor está equipado con un pistón de modo que el volumen se puede cambiar. Cuando el gas se calienta a presión constante, se expande a un volumen de 20 litros. ¿Cuál es la temperatura absoluta del gas?
c) El volumen está fijado en 20 litros, y el gas se calienta a volumen constante hasta que su temperatura es de 350K. ¿Cuál es la presión del gas?
RTA: V= 10 LITROS P= 1atmn= 1 mol R= 8,314 jouls/(mol*K)
a) T= P * V / R*n
T = 1 atm x 10 lts
1 mol x 8,314 jouls/(mol*K)
1 atm = 0,00000987 pas
10 lts = 0,01 m3
= 0,00000987pas x 0,01 m3 = 1,187154198 x10-9 K
1 mol x 8,314 jouls/(mol*K)
La temperatura es: 1,187154198 x10-9 K


V= 20...