PROBLEMARIO

PROBLEMARIO DE QUIMICA INDUSTRIAL
PROCESOS Y CICLOS TERMODINAMICOS

1.- Un mol de gas ideal efectúa un ciclo reversible para el que las condiciones iniciales son T1=20°C, p1 = 0,779x105 Pa (0,769 atm). Cp = 29,3 J/mol K.
Proceso 1 – 2: calentamiento a V = cte hasta que p2 = 1,538 atm.
Proceso 2 – 3: expansión isotérmica (T = cte) hasta que V3 = 2 V1Proceso 3 – 1: enfriamiento isobárico (p3 = p1) con lo que se cierra el ciclo
a) Elabore una tabla de valores P, V, T para cada punto del ciclo
b) Calcule W y H para cada proceso y para todo el ciclo en kJ
Represente el ciclo de ejes P vs. V.

2.- Una masa de 560 g/min de monóxido de carbono (CO), inicialmente a 10 atm y 66°C se expanden mediante un proceso adiabático hasta ocupar un volumen de 7veces el inicial, posteriormente se calientan mediante un proceso isométrico hasta la temperatura inicial y finalmente se comprime de manera isotérmica hasta el volumen original. ( = 1,4)
a) Realizar los cálculos necesarios para llenar una tabla que muestre las condiciones PVT en cada estado del ciclo.
b) Dibuje el ciclo en los ejes PV y marque el área correspondiente al trabajo total.
Calcular Wy E para cada proceso y para todo el ciclo. Dar el resultado en KJ/min.

3.- Una cantidad de 2.3 moles de un gas desconocido, se encuentra inicialmente a P1=6.5 atm y T1=310 K es sometido a una serie de experimentos y a cambios termodinámicos como se muestra en el siguiente esquema:

E (cal)


4000.00 1



1226.82 2 340 85 V (L)

para el proceso se sabe que P2 = 1.859 atm, T3 =300 K, R=1.9856 cal/mol K y Cp = 8.9921 cal/mol K calcular:

Los valores de WT , E1-2, E2-3 ET exprese el resultado en cal (1cal = 4.187Joules).












4.- Una cantidad de 8 moles de un gas desconocido, sometido a una serie deexperimentos y cambios termodinámicos muestra el siguiente comportamiento extraño:


Si Cp=37.413 calcule:
a) La energía interna en la dirección E1-2.
b) El trabajo total, W.

5.- Cierta cantidad de un gas monoatómico Cp = 29.3 J/mol k se somete a una serie de procesostermodinámicos reversibles, como se muestra en el siguiente diagrama.
P(atm) Calcule: datos: T3 = T4 = 150°C
T1 = T2 = 40°C



Las variables P, V y T para cada estado termodinámico.
a) Los valores de H, E, en cada proceso, exprese el resultado en J.

6.- Cinco moles de gas ideal diatómico se encuentra a 350°K y 2,5 atm; se comprimeadiabáticamente hasta una presión que es el doble de la primera y luego sufre una expansión isotérmica hasta reestablecer la presión inicial. Datos Cp=29,29 J/mol.K
a) Calcule P, V y T para cada estado y muéstrelo en forma de tabla.
b) Trace la gráfica de los procesos en los ejes P-V.
c) Calcule el trabajo, el calor y la energía interna de cada proceso. Exprese el resultado en J.

7.- Un cilindro y émbolocerrados operan en un ciclo Carnot con aire normal, el aire al principio del proceso que tiene ausencia de calor inicia con una presión de 100 Kpa. Y una temperatura de 25° C, y es llevado hasta una presión de 1Mpa, la transferencia de calor hacia el aire por unidad de masa desde el depósito de alta temperatura es de 150KJ/Kg. Determine lo siguiente:
a) La transferencia de calor hacia el depósitode baja temperatura por unidad de masa de aire.
b) El trabajo total producido por unidad de masa de aire.
c) La cantidad de energía interna y entalpía total del sistema.


Procesos: 4 – 1; Q = 0
1 – 2; PV = cte.
2 – 3; E = - W
3 – 4; Q = W
R = 287 J/Kg K.

8.- Una muestra de 98 g de nitrógeno (N2), inicialmente a 1kg/cm2 y 30°C, aumenta su temperatura por un proceso a volumen constante...