GUIA EJERCICIOS Qui030 032 2015 10

MANUAL DE EJERCICIOS
QUI 030
QUI032
Dr. Andrés Olea
Dr. Raúl Barraza
Dr. Juan C. Santos
Dra. Nancy Pizarro
Dra. Irma Fuentes
Dr. Jesús Centeno

La fisicoquímica es una rama de la química que integra la química, física y las matemáticas. Dada
la complejidad de los tópicos que se desarrollan durante el semestre, es necesario el estudio clase
a clase de las materias expuestas por el profesor, y larealización de ejercicios teóricos. Por esto,
los profesores de fisicoquímica han desarrollado este manual con el objetivo de entregar a los
estudiantes una gama de ejercicios básicos que deben desarrollar durante este curso, para
aprobar el ramo con éxito.
Tópicos Generales de Fisicoquímica

Las guías de ejercicios desarrollarán los siguientes contenidos:

1. Manejo de ejercicios aplicando reglasde Cálculo Integral y conceptos básicos.
2. Primera ley de la Termodinámica.
Concepto de trabajo P-V.
3. Segunda Ley de la Termodinámica.
Concepto de Entropia.
Cálculos de Cp.
4. Equilibrio material.
Funciones auxiliares H, G, A.
Manejo de conceptos de espontaneidad, equilibrio.
5. Funciones termodinámicas normales de reacción.
Aplicaciones con enfoque biológico.
6. Equilibrio químico y fases.Potenciales químicos en diferentes tipos de sistemas.
7. Equilibrio de fases en sistemas de un componente.
8. Cinética Química.
Teorías de las velocidades de reacción.
Integración de las ecuaciones cinéticas.
Determinación de las ecuaciones cinéticas.
Mecanismos de reacción.
Influencia de la temperatura en las constantes cinéticas.
Aplicaciones a sistemas simples.

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Guía 1. Definicionestermodinámicas.
1.1 Diga cuales de los siguientes sistemas son: cerrados o abiertos y aislados o no aislados:
a) Un sistema encerrado entre paredes rígidas, impermeables y térmicamente conductoras.
b) El cuerpo Humano.
c) El planeta Tierra.
1.2 Prediga si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones:
a) Un sistema cerrado no puede interaccionar con sus alrededores.
b) La densidad es una propiedadintensiva.
c) Un sistema homogéneo debe ser una sustancia pura.
d) Un sistema que contiene una única sustancia debe ser homogéneo.
1.3 Enumere a lo menos 10 propiedades que puedan ser usadas como variables de estado y
clasifíquelas en extensivas e intensivas.
1.4 Se define una escala centígrada de temperaturas según la siguiente expresión:

t 

V  V0
x100
V100  V0

Donde Vo y V100 son losvolúmenes de un gas medidos a la temperatura de fusión y a la de
vaporización del agua respectivamente. El valor de la presión se mantiene constante y se
supone que existe una relación lineal entre la temperatura y el volumen de gas. De acuerdo a
esto, encuentre los valores del cero absoluto para los siguientes casos:
a) 1 atm de presión, el volumen del gas N2 es de 22,401 L a 0 °C y 30,627 L a 100 °C.
b)0,1 atm de presión, el volumen molar del N2 es 224,13 L a 0 °C y 306,20 L a 100 °C.
c) Si los resultados de a) y b) son extrapolados a presión cero, ¿Qué se obtiene para el
cero absoluto.
1.5 La altura de la columna de mercurio en cierto termómetro de vidrio es de 5,00 cm cuando el
termómetro está en contacto con agua en su punto triple. Si la altura de la columna de
mercurio es la propiedadtermométrica y Θ es la temperatura empírica determinada con este
termómetro, con estos datos:
a) Calcular la temperatura empírica medida cuando la altura es 6,00 cm.
b) Calcular la altura en el punto del vapor de agua.
c) Si X puede medirse con una precisión de 0,01cm prediga si se puede utilizar este
termómetro para distinguir entre el punto del hielo y el punto triple.
1.6 En un gráfico de V enfunción de T dibujar y señalizar las líneas que indican los siguientes
procesos a partir del mismo estado inicial To y Vo :
a) Una expansión isotérmica.
b) Una compresión isotérmica.
c) Un incremento de temperatura a volumen constante (isócoro).

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1.7 Si 87 mg de un gas ideal a una presión de 0,6 bar duplica su volumen y triplica su temperatura
absoluta. Calcule su presión final.
1.8 Cierta...