PRACTICA FISICOQUIMICA TERMOQUIMICA Y LA SEGUNDA Y TERCERA LEY DE LA TERMODINAMICA
1. Se quema una muestra de 0.500g de n-heptano(L)en un calorímetro a volumen constante, produciéndose CO 2(g) Y H2O(L) y la temperatu temperatura ra se eleva el eva 2.934°C 2.934°C si la l a capacidad del calorímetro calorímetro y sus s us accesorios es de 1954 1954 cal/°C, y la temperatu temperatura ra media media del mismo es 25°C, calcular: calcula r: a) el calor de combustión combustión por mol mol de heptano a volumen constante. b) el calor de combustión del heptano a presión constante.
2. Hallar el calor de ΔU a 25 °C de la reacción
NH3(g)
½ N2(g) + 3/2H2(g)
ΔH°25°C =11,040 cal
3. Los calor cal ores es de las l as reacciones a 25°C son: Na(s) + ½ Cl 2(g)
NaCl (S)
H2(g) + S(s) +2O2(g)
H2 SO4(l)
2Na(s) + S(s) +2O2(g)
Na2SO4(s)
½ H2(g) + ½ Cl 2(g)
HCl (g)
ΔH°
= -98,230 cal
ΔH°
= -193,910 cal
ΔH° = 330,500 cal ΔH° = -22,060 cal
A partir de estos datos hallar el calor de reacción a volumen cosntante y 25°C para el proceso 2NaCl (s)+ H2SO4(l)
Na2 SO4(s) + 2 HCl(g)
4. A partir de las ecuaciones ec uaciones y los los calor cal ores es de reacción siguient sig uientes, es, cal cular el calor molar molar tipo formación de AgCl a 25°C. Ag2O(s) + 2HCl2(g)
2AgCl (S) + H2O
2Ag(s) + ½ O2(g) 1/2H2(g) + ½ Cl 2(g) H2(g) + ½ O 2(g)
ΔH° = -77,610cal
Ag2O(S) HCl (g) H2O
ΔH°
= -7310cal
ΔH°
= -22,060 cal
ΔH° = -68,320
cal
5. A 25ºC y 1 atm de presión, se tiene los s iguientes datos: datos: Sustancia ΔH°combustion/(KJ/mol)
a) Calculese el
ΔH°
H2(g)
C (grafito)
C 6 H6 (L)
C 2 H2 (g)
-285,83
-393,51
-3267,62
1299,58
de formación del benceno liquido
b) Calculese el ΔH° para la reacción
3C 2H2 (g)
C 6H6 (L)
6. En la reacción: ZnO(s) + CO (g)
Zn (g) + CO 2 (g) ; ΔH = 47.390 - 0.69T - 3.29X10-3T2 + 1.25X10-6T3
a) Deducir la expression de ΔE como funsion de la temperatuta b) Hallar los valores de ΔH y ΔE a 500K
7. En un vaso Dewar (aislamiento adiabático) se agregan 20 g de hielo a -5ºC a 30 g de agua a +25ºC. Si las capacidades calorífica son Cp(liquido) 1 Cal /gºC y Cp (hielo) = 0.5 cal/gºC ¿ Cual es el estado final del sistema? Hfusion = 80 cal/g. Calcular ΔH y ΔS para la transformación.
8. Cuantos gramos de agua a 25 ºC deben añadirse a un vaso Dewar que contiene 20 de hielo a 5ºC para satisfacer las condiciones del inciso a al inciso d. Calcúlese el cambio de entropía en caso a) La temperatura final es -2ºC, toda el agua se congela. b) La temperatura final es 0ºC, la mitad del agua se congela. c) la temperatura final es 0ºC, la mitad de hielo se funde d) La temperatura final es 10ºC, todo el hielo se funde. Utilice los datos del problema anterior. Calculese la variación de la entropía en cada caso.
9. Veinte gramos de vapor a 120ªC y 300 g de agua liquida a 25ªC s e introducen en un frasco ais lado. La presión permanece a 1 atm todo el tiempo. Si el Cp (H2O, L) = 4.18 J/K g, Cp (H 2O, g) = 1.86 J/K g y ΔH vap = 2257 J/g a 100ºC a) Cual es la temperatura final del sistema y que fase o fases es tán presentes?? b) Calcúlese ΔS para la transformación.
10. En laboratorio de procesos se dispone de un caldero que produce 450 Kg de vapor
sobre calentado en cual sale a 575°C y 17,5 MPa, el agua que ingresa al caldero está a 15°C y 100 KPa como liquido saturado, esta se calienta por un sistema de un quemador de GLP cuyo poder calorífico es de 46255 [KJ/Kg], hasta lo requerido. Calcular: La variación del Cp [KJ/Kmol K] del vapor de agua en función a la temperatura es de: Cp = 32,24 + 1,923 x 10 -3 T +1,055x10 -5 T2 - 3,595x10 -9 T3 Cp = 4,1868 [KJ/Kg K] para el agua líquida 1 Kcal = 4,1868 KJ
a) El calor necesario para dicho proceso en [KCal/h] b) El flujo másico de GLP en [Kg/h] sabiendo que la eficiencia de Combustión es del 85%. c) La variación de entropía del agua en [KJ/hK]
= ∗ ∗
11. Las máquinas Térmicas trabajan normalmente con aire caliente, para un proceso poli trópico el n=1,245, se sabe que 35 moles de aire que está a 27ºC y 2,75 atm es calendado hasta 1250ºC, este calentamiento es elevado y se debe de tomar en cuenta la variación del Cpaire = 6,785 + 5,758X10 T -3
0,578 10
[Cal/mol K].:
a) En un gráfico del proceso de P Vs V. Demuestre mediante una integración que el trabajo está dado por expresión que se muestra y calcule el trabajo b) La ∆S a presión y volumen constante
conjunto de cilindro y pistón como se muestra en la figura 1. contiene 10 m 3 de amoico a 110 KPa y 25°C. El aire se comprime en un proceso politrópico reversible hasta un estado final de 1,250 MPa y 127 °C. Suponga que la transferencia de calor es con el ambiente a 25°C. Determinar:
12. Un
a. b. c.
El exponente politrópico n y el volumen final del amoniaco NH 3. El trabajo que realiza el aire y la trasferencia de calor del proceso en Kcal La variacion total de entropia a P y V constante
Figura 1.
13. Calcular el calor de reacción de la siguiente reacción de combustión del Butano que se lleva a cabo en un quemador, la reacción química es la siguiente: C4H10 (g) + 9/2 O2 (g) → 4 CO2(g) + 5 H 2O(g) Donde las entalpias de formación son: ΔH°f C4H10 (g) = -29,81 Kcal/mol, ΔH°f CO2 (g) = -94,05 Kcal/mol y ΔH°f H2O (g) = - 57.8 Kcal/mol, las capacidades caloríficas de cada componente gaseoso son:
+ 2,374x10-3 T + 2,67x10-7 T2
[cal/mol K]
Cp(CO2) = 5,166 + 15,177x10-3 T – 95.78x10-7 T2
[cal/mol K]
Cp(H2O) = 7,219
Cp(O2) = 6,76
+ 0,606x10-3 T + 1,3x10-7
Cp(H2O) = 2,26
T2
[cal/mol K]
+ 78,96x10 -3 T - 23,46x10-7 T2
[cal/mol K]
Se pide calcular: a)
La ΔH°R y ΔE°R a 25°C
b) La ΔH°R
a 1000°C
14. Calcular mediante la ecuación de Arrhenius la entalpia de reacción ΔH de la siguiente reacción: H2 S (g)
↔ H2
(g) + ½ S2 (g)
Con los datos disponibles a 750°C determine :
ΔG
y ΔS
15. A 500 C el grado de disociación (α) es 0.55 a una presión de 5,4 atm para la siguiente reacción:
2 6 () →
2 4
()
+ 2
()
a) Cuál es el grado de disociación (α) a 800mmHg b) Si el grado de disociación es 0.135 a 117 C y 10 atm de presión. Halle la ∆ó , ∆ ∆ en K
Joule a dicha temperatura.