Termodinamica

6.21)
 Calcule
 el
 trabajo
 para
 cada
 uno
 de
 los
 siguientes
 procesos
 comenzando
 con
 una
  muestra
 de
 gas
 en
 un
 ensamble
 de
 pistón
 con
 T
 =
 305
 K,
 P
 =
 1,79
 atm
 y
 V
 =
 4,29
 L.
 
  a)
 Expansión
 irreversible
 contra
 una
 presión
 externa constante
 de
 1
 atm
 a
 un
 V
 final
 de
 6,52
 L.
 
  El
 trabajo
 de
 expansión
 irreversible
 contra
 la
 presión
 externa
 realizado
 por
 el
 pistón
 se
 calcula
  con
 la
 ecuación
 W = PΔV
 
W =1*(6,52−4,29)=2,23atm*L
 
  ␣ 101, 325J

  B)
 Expansión
 isotérmica reversible
 a
 un
 V
 final
 de
 6,52
 L.
 
  El
 trabajo
 de
 expansión
 isotérmica
 reversible
 es
 el
 que
 se
 realiza
 a
 una
 temperatura
 constante
  y
 se
 puede
 invertir
 mediante
 un
 cambio
 infinitesimal
 de
 una
 variable,
 se
 calcula
 mediante
 la
ecuación
 W =nRTlnV2
V1Para
 utilizar
 esta
 ecuación
 hay
 que
 calcular
 el
 numero
 de
 moles
 n
 con
 la
 ecuación
  PV = nRT

  ␣n=1,79*4,29 =0,308mol


 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
V1
3,23atm*L101,325J =326,8J
 1atm*L
0,082*305 W =nRTlnV2 =0,308*0,082*305*ln1,52=3,23atm*L
␣
␣
␣

  6.59)
 Calcular
 la
 entalpía
 de
 reacción
 para
 la
 síntesis
 del
 gas
 cloruro
 de
 hidrogeno,
 
H2(g)+Cl2(g) →2HCl(g),
 de
 los
 siguientes
 datos.
 
 
(I)
  NH3(g) + HCl(g) →NH4Cl(s) ΔH° = −176,0KJ
 
  (II)
  N2 (g) + 3H2 (g) →2NH3 (g) 
 
  ΔH° = −92,22KJ
 
␣
 ␣ (III)
  N2 (g) + 4H2 (g) + Cl2 (g) →2NH4Cl(s)
 
 
  ΔH° = −628,86KJ
 
␣
 ␣ Para
 calcula
 la
 entalpía
 de
 reacción
 de
  H2 (g) + Cl2 (g) →2HCl(g)
 tenemos
 que
 operar
 con
 
las
 reacciones
 (I),
 (II),
 (III)
 de
 la
 siguiente
 manera.
 
 
  ␣
 ␣
2*(I) +
 (II)
 –
 (III)
 
 y
 queda
 2HCl(g) →H2(g)+Cl2(g)
  ␣ −1
ΔHr ° = 2 * (−176,0) + (−92,22) − (−628,86) = 184,64KJ * mol
 
Así
 la
 entalpía
 de
 reacción
  H (g) + Cl (g) →2HCl(g)
 es
  ΔH ° = −184,64KJ * mol−1

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
␣
22r
␣␣
␣
␣

 
  (b)
 Si
 1,0
 L
 de
 agua
 esta
 a
 99
 grados
 C
 cual
 es
 el
 cambio
 de
 la
 entropía.
 
 
 
ΔS= 235 =0,63JK−1
 
  273+99

 
  (c)
 Explique
 cualquier
 diferencia
 en
 el
 cambio
 de
 la entropía.
 
 
  La
 entropía
 es
 la
 medida
 del
 desorden
 del
 sistema,
 y
 esta
 aumenta
 cuando
 aumentamos
 la
  temperatura.
 La
 entropía
 inicial
 del
 agua
 a
 0
 grados
 C
 era
 menor
 que
 la
 del
 agua
 a
 99
 grados
 C,
  por
 esto
 el
 incremento
 de
 la entropía
 es
 mayor
 en
 el
 caso
 del
 agua
 a
 0
 grados
 C
 que
 en
 el
 caso
  del
 agua
 a
 99
 grados
 C.
 
 
 
 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 ...