fisicoquimica

Problema 1.
El siguiente gráfico indica el comportamiento de un mol de gas ideal
monoatómico; determinar W, Q, ∆U,H para cada etapa y para todo el sistema.

ETAPA

PROCESO

A-B

Expansión isobárica

B-C

Enfriamiento isométrico

C-A

Q (J)

W(J)

∆U(J)

∆H(J)

Compresión isotérmica
CICLO

DATOS
A (P1; V1; T1); T1=600K
B (P2; V2; T2); V2=2V1
C (P3; V3; T3);P3= P2/2; T3< T2
Problema 2.
El siguiente gráfico indica el comportamiento de un mol de gas ideal diatómico.
Determinar W, Q, ∆U,H para cada etapa y para todo el sistema considerando
los siguientes datos:

ETAPA

PROCESO

A-B

Calentamiento isobárico

B-C

Expansión isobárica

C-D

Expansión adiabática

D-A

Compresión isobárica

CICLO

Q(J)

L(J)

∆U(J)

∆H(J)-----------------

DATOS
A (P1; V1; T1)
B (P2; V2; T2)
C (P3; V3; T3)
D (P4; V4; T4)
TA=40 °K
TB=140 °K
TC=320 °K
TD=280 °K
Problema 3.
1 mol de un gas ideal monoatómico es sometido a los siguientes procesos:
a)
Expansión isotérmica reversible; seguida de un enfriamiento isobárico.
La presión inicial es de 10 atm La presión final de 5 atm; la temperatura inicial
es 500k y latemperatura final es de 300 °K.
b)
Expansión isotérmica irreversible contra una presión externa constante
de 5 atm; luego un enfriamiento isobárico. La presión inicial es 10 atm; y varía
la presión de 500K hasta 300K.
c)
Expansión isotérmica reversible de 10 atm hasta 7 atm; luego
enfriamiento isobárico de 500K hasta 300 °K y finalmente expansión isotérmica
reversible hasta 5atm.Calcular para cada uno de los procesos Q total en cada proceso.
DATOS
a)
b)
c)

Pi = 10atm, Pf=5atm, Ti=500°K Tf=300°K
Pi = 10atm, Poposición=5atm, Ti=500°K, Tf=300°K
Pi = 10atm, Pf=7atm, Pf’=7atm,Ti=500°K, Tf=300°K

Problema 4.
Considérese la expansión de aire dentro de un cilindro. Supóngase que el
volumen y la presión iniciales son 1 ft3 y 1500 PSIABS respectivamente. Si el
proceso deexpansión es reversible y la trayectoria está dada por PV 1.4 = cte.
Calcular el trabajo total desarrollado por el gas al alcanzar su volumen final de 8
ft3, expresar el resultado en BTU.
Problema 5.
En la figura se muestra un ciclo formado por tres procesos reversibles efectuado
por un sistema cerrado. El proceso 1-2 es adiabático, el proceso 2-3 es a presión
constante y el proceso 3-1 esa volumen constante. Si el cambio de energía
interna durante el proceso 1-2 es -50 BTU ¿Cuánto vale el calor transferido neto
durante este ciclo? ¿Se trata de un ciclo que absorbe o produce trabajo?

DATOS
U1-2=-50 BTU
QN=?
Problema 6.
Una libra mol de un gas ideal monoatómico (Cv=3/2R) inicialmente a 600 °R es
calentado isotérmicamente hasta que el volumen llega a ser el doble del quetenía al comienzo, luego mediante un enfriamiento isométrico se reduce la
presión a la mitad de su valor inicial. Posteriormente se realiza una compresión
isotérmica que vuelve al gas a su estado original. Calcular Q, W,  U,  H para
cada una de las tres etapas y para el proceso completo, asumiendo reversibilidad
en todos ellos.

DATOS
ESTADOS
ESTADO

P,atm

V,L

T,°R

1

P1V1

600

2

P2=P1

2V1

1200

3

P3=0.5P1

2V1

600

Problema 7.
1 lb-mol de un gas ideal ( ̃
, se encuentra a 10 atm y 500 ºR. Calcular el
calor desarrollado en cada una de los siguientes procesos; todos los cuales
implican una expansión y enfriamiento isobárico.
a)
Expansión isotérmica reversible seguida de un enfriamiento isobárico
b)
Expansión isotérmicairreversible contra una presión externa constante
de 5 atm; luego un enfriamiento isobárico.
c)
Expansión isotérmica reversible hasta 7 atm; luego un enfriamiento
isobárico hasta 300ºR; finalmente expansión isotérmica reversible hasta 5 atm.
d)
Expansión irreversible contra una presión externa constante de 7 atm sin
que varié la temperatura; enfriamiento isobárico hasta 300ºR y nueva
expansión...