Termodinámica Problemas Resueltos

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PROBLEMAS DE TERMODINAMICA 1.-Cuál será la lectura del manómetro en la figura si V1 = 0.4 litros, T1 = 400 K, V2 = 4 Litros, T2 = 300 K y el recipiente contiene un mol de gas.No tome en cuenta el gradiente de temperaturas a lo largo del tubo de unión.

2.-Aire seco a temperatura ambiente (27 C) se inyecta por el extremo de un horno que se encuentra a 1200 C, a razón de200 ml/min. Si la cámara del horno tiene un volumen de 5 litros y el aire caliente sale por el otro extremo. Qué tiempo tarda en renovarse totalmente el aire dentro del horno. Datos: To = 27C = 300 K T= 1200C = 1473 K


= 200 ml/min = 0.2 litros/min V = 5 litros

V

Hipótesis: Pexterior= Phorno= 1 atm.= constante n: numero de moles no varia dentro del volumen PV = nRT V/T = nR/P = constanteVo/To = V/T

Los 200 ml por minuto representan: V = Vo(T/To) = 0.02x1473/300 = 0.982 litros/minuto Si el volumen a ocupar es de 5 litros, entonces t = 5/0.982 = 5.1 minutosUCSP-TERMODINAMICA

3.- Se desea almacenar una mezcla compuesta de 0.1 gr de H2 (M = 2 g) con 0.28 g de N2 (M = 28 g) de manera que la presión sea de 760 mm de Hg a 27C. a) Cual debe ser el volumen del recipiente b)Cuál será la densidad del gas en esas condiciones c) Cual será la presión parcial de H2 en el recipiente Datos mH2 = 0.1 g MH2 = 2 g mN2 = 0.28 g MN2 = 28 gr T = 27oC = 300 K P = Ptotal = 1 atm V= ?; =?; PH2 =? a) V = nRT/Ptotal
,

n = nH2 + nN2

nH2 = mH2/MH2 = 0.1/2 = 0.05 nN2 = mN2/MN2 = 0.28/28 = 0.01 V = (0.06 x 0.082 x 300)/1 = 1.476 litros b)  = m/V = 0.38/1.476 = 0.26 g/litro c)PH2 = XH2 Ptotal
X H2  nH 2 0.05   0.833 nH 2  nN 2 0.05  0.01

PH2 = (0.833) x 1 atm = 0.833 atm. 4.- Un recipiente de 1 litro que contenía N2 a 1 atm de presión a 27 C se conecta con otro de3 litros que contenía O2 a 0.5 atm a la misma temperatura. a) Calcule la presión total de la mezcla resultante al alcanzarse el equilibrio. b) La fracción molar de N2 en la mezcla. (Datos: R = 0.082...