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EJERCICIOS

1. La energía específica del formaldehido en estado de vapor a 1 atm y a temperaturas moderadas viene dada por la ecuación:
Û (J/mol) = 25.96T+0.02134T²
Donde T se expresa en ˚C.
(a) A partir de la definición de capacidad calorífica a volumen constante, obtener una fórmula para Cv (T) y emplearla para calcular Cv a 0˚C y 100˚C.
(b) ¿Qué temperatura de referencia se empleó paragenerar la expresión dada para Û?

a. Û (T) = 25.96T + 0.02134T 2 J / mol
Û (0o C) = 0 J /mol Û (100o C) = 2809 J / mol Tref =0o C (desde U (0o C) = 0)

b.
Nunca podremos saber cuál es la energía interna verdadera Û(100oC) es solo el cambio de Û(0oC) a Û(100oC) .

c.

Q-W = ΔU + ΔEk + ΔEp
ΔEk= 0 ΔEp= 0 W= 0
Q = ΔU = (3.0 mol)[(2809 - 0) J / mol] = 8428 J = 8400 Jd.
Cv= =(2) J/mol ºC
ΔÛ = 2/2)0100

ΔÛ= 30moles – ΔÛ (J/mol)
=30mol –(25.96(1002-0)+0.02917)J/(mol ºC)-84.28J=8400J



2. Deben calentarse tres litros de agua líquida desde 280 hasta 340 K. la capacidad calorífica a volumen constante del agua líquida es de aproximadamente 1 cal/g. ˚C en este rango de temperatura.
(a) Calcular Cv en unidades de J/g . K
(b) Calcular el calorsuministrado, en joule, para el proceso mencionado.

a.
Cv= Cp.-R= Cv= (353+0.0291T) J/mol ºC -8.314(J/molºK)ºK/1ºC
CV= 27.0+0.0291T (J/molºC)
b.
ΔH=T2/2)
=2784J/mol
c.


d.
Ĥ es una propiedad estatal







3. La capacidad calorífica a volumen constante del monóxido de carbono a bajas presiones es:
CV (J/mol. K) = 18.8 + 6.56x10-3T – 9.99x10-7T2
Donde T seexpresa en grados kelvin. Calcular el calor requerido a fin de llevar 3 litros de CO, en un recipiente rígido, con una presión inicial de 3 atm, desde T=100K hasta T=300 K, reteniendo, sucesivamente, un términos, dos términos y los tres términos de la fórmula de la capacidad calorífica. (Véase el ejemplo 9.3-1). Calcular el error porcentual que resulta de la utilización de un término en la formula,suponiendo que la expresión completa brinda el resultado correcto.
a.

b.

La diferencia es la palabra hecha por el gas en el proceso de presión constante sobre el pistón


4. La capacidad calorífica a presión constante del ácido cianhídrico viene dada por la expresión:
Cp. (J/mol. ˚C) = 35.3 + 0.0291T ˚C
(a) Formular una expresión para capacidad calorífica a volumen constante para el HCN,suponiendo comportamiento de gas ideal.
(b) Calcular ΔĤ para el proceso a presión constante:
HCN (25˚C, 1 atm) HCN (100 ˚C, 1atm)
(c) Calcular ΔÛ para el proceso a volumen constante :
HCN (25˚C, 1m3 / kg-mol) HCN (100 ˚C, 1m3 / kg-mol)
(d) Si el proceso de la parte (b) se llevaran a cabo en tal forma que las presiones inicial y final fueran ambas de 1 atm pero la presiónvariara durante el calentamiento, el valor de ΔĤ seguiría siendo aquel que se calculó suponiendo una presión constante, ¿a qué se debe esto?






5. Estimar la entalpia especifica del NH3 (g) en cal/mol a 200˚F y 100 psi respecto de condiciones normales de presión y temperatura:
(a) Utilizando la tabla B-2 y suponiendo comportamiento de gas ideal.
(b) Utilizando la tabla 3-210, en lapág. 3-155 del ChemicalEngineer’sHandbook. Explicar la diferencia en los resultados de (a) y (b).












6. Calcule la Entalpia cada uno de los procesos siguientes. En cada caso, escriba de nuevo su resultado como la entalpia especifica en relación a un estado de referencia. (La solución que debe verificar y el replanteamiento para el inciso (a) se dan como ilustración.) Suponga quelas presiones del proceso son lo bastante bajas para considerar H es independiente de la presión, de modo que pueden usarse las formulas de la tablas B2 (que se alinean de manera estricta a 1 atm)
(a) CH3COCH3 (1.15°C) CH3COCH3 (1.55°C) La entalpia especifica de la acetona liquida a 55°C en relación con la acetona liquida a 15°C es 5.180 k-mol

(b)n-C6H14 (1.25°C) n-C6H14 (1.80°C)

(c)...