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Ejercicios Aplicativos1 .- 1.-Un sistema recibe 200 cal del ambiente y realiza un trabajo de 500 J sobre sus alrededores. Calcula la variación de energía interna del sistema.SoluciónDatos: q = 200 cal W = - 500 J (realiza) Sabemos que: ΔU = q + W ........ (1) q = 200 cal. 4,18J/cal = 836 J Reemplaza...

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Ejercicios Aplicativos 1.- 1.-Un sistema recibe 200 cal del ambiente y realiza un trabajo de 500 J sobre sus alrededores. Calcula la variación de energía interna del sistema. Solución

Datos: q = 200 cal W = - 500 J (realiza) Sabemos que: ΔU = q + W …….. (1) q = 200 cal . 4,18J/cal = 836 J Reemplazando en (1) ΔU = 836 J + (-500 J) = 336 J 2.- Determine el cambio en la energía interna, el calor y el trabajo realizado, por un mol de un gas ideal (monoatómico) al ser sometido a un proceso a volumen constante desde un estado 1, donde la Temperatura es 546,0 K hasta un estado 2, donde la temperatura es 273 K. Solución Datos: T1 = 546 K T2 = 273 K Proceso a volumen constante: W = 0 Sabemos que : ΔU = nCv ΔT …….. (2) Para un gas monoatómico: Cv = 3/2R Reemplazando en la ecuación 2: ΔU = 1 mol. 3/2 (8,314 J/mol K )(273 – 546)K = -3404, 58 J ΔU = q + W Como W =0 ΔU = q = -3404, 58 J Resp: El trabajo es cero, la energía interna y el calor es - 3404, 99 j. 3.-14 litros de un gas ideal inicialmente a 170,73 K, experimenta una expansión isocórica de 2,0 a 7,0 atm. Si se cuenta con 2 moles de un gas diatómico ¿Cuál es la cantidad total de calor del sistema en calorías? Solución

4.- Calcula el trabajo que desarrolla el gas encerrado en un cilindro cuando sufre una expansión de 50 cm 3 sometido a la presión constante de 5 atm.Expresa el resultado en julio. Solución Sabemos: w = - PΔV w = - 5atm x 0,050L = 0,25 atm. w = - 0,25 atm-L(24,2cal/atm-L) x 4,18j/cal w = -25,29J 5.-

Se tiene los siguientes calores de combustión: + () + (→ )→2 )(Δ5 Δ °=−393, 5 2( (2(→ 2)+1 2 2 (Δ8 (2 )→2( ) Δ °=−285, 8 Si la entalpía de combustión completa del metanol a condiciones estándar es -726,4 kJ/mol, calcule la entalpía de formación estándar del metanol (CH3OH) en kJ/mol a partir de sus elementos. (2 )+ (2 ( 2(((2)( +1 2 2(((2( )→ 𝐶𝐶3𝐶𝐶((() solucion Considerando el dato de combustión completa del metanol a condiciones estándar 𝐶𝐶3)+3 (2 (2 ( 2(((2( ) → 𝐶𝐶2(2 (2 ()+ 22)(Δ4 ( Δ°=−726,4 )(+ (++2() → 2 (Δ5 () Δ°=−393. 5 𝐶 2 +1 2

→

Δ Δ8 °=−285.8

𝐶

1.- Calcule la entalpía estándar de combustión del butano.

C4H10 (g) ΔHfo

-124,7

H2 O(l) -285,8

CO2 (g) -393,5

(kJ/mol) C4H10(g) +13/2O2(g)  4 CO2(g) + 5H2O(l)

0 H

comb= ?

° 0 0  Hrx =  n H (product.) –  n H (reactivos) p f r f 4 mol(– 393,5 kJ/mol)+5 mol(– 285,8 kJ/mol) –1 mol(– 124,7 kJ/mol) = – 2878,3 kJ La entalpía estándar de combustión será: ° = – 2878,3 kJ/mol combustión 2.- Calcule la entalpía estándar de combustión del butano. H

C4H10(g) + 13/2 O2(g)  4 CO2(g) + 5 H2O(l)

0 H comb=?

A partir de las siguientes ecuaciones H2(g) + ½ O2(g)  H2O(l)

Hf0 = – 285,8 kJ … (1) Hf0 = – 393,5 kJ … (2)

C(s) + O2(g)  CO2(g) 4 C(s) + 5 H2(g)  C4H10(g)

+

Hf0 = – 124,7 kJ … (3)

Solución: 4(ec. 2): 5(ec. 1): Inv. (ec. 3):

4C(s) + 4O 2(g)  4CO2(g)

0 Hf = 4(– 393,5) kJ

5H2(g) + 5/2 O2(g)  5H2O(l)

0 Hf = 5( – 285,8) kJ

C4H10(g)  4 C(s) + 5 H2(g)

0 Hrx = 124,7 k

C H (g) +13/2O (g)  4 10 2 kJ

4 CO (g) + 5H O(l) 2 2

°  H combustión = – 2878,3 kJ/mol

H

0 = – 2878,3 comb...