!.

} EX.4ME ft-D E APORTf l' ,(FIGEt.fPA, EIP,QUnno SEMESTRE,SEP/os-'fEa/09)

1.- En un redpient.e-Eft:. 2 -litros- de capackiati se, rerogen- S'litros de- oxigeno medidos ala- 'presión de 2 aun y 10 litros de nitrógeno a la presión de 4 atm. Se dejan salir 25 litros de laffiP2c1oga<"...e€lsa-a'la presión de 1 atm. calcular: ' ,

a) La presión final en eí recipiente. La .ternperstura se ha mantenido siempre constante a 250c. '

b) El 'peso cte-ox~,y rtitrógeoo sobrantes en ~ recipiente.

DATOSVm,CJ = 2ft

Va =5lt2

P=2atmV

N-= 1'0lt-

2

P=4atm.

,.,:.,

"P'='Lafm Ch p::= itatm N2!lo

. ::

Tabulando para calcular e¡' número elE! moles sobrante! '

CmnOOOO\1llt'eS vm:p P(~tm} I ~lf Mi r ){fi reiOO~tra~mO2 5 2 0.408 32~' 0.20

..0.204,

N', , -lO-, 4- - 't.635 28- 0:80- ' 0.8-16- ,

L'-l.043 - - é=l.00- - - é-l.02-1 l:;--

,.

. PV111-=-' -'

8.T,. Zatm.x.Slt '

nl=-----------------0'.08205atm -11 x298K

',' moi.K.'. -,ni =0.40'&mofes02· ,,'

PVni-= ------ .RT. wtm.x.l0lt

nl= ', 0:08205 {¡1m :-llx298i(

. ' mol.Kni= 't:635motesN2 ..

, ..

\.

:. --

---_._- ---- -------

;_ PVn,--·-RT

Númc,-o de moles que-se-obtiene delamezda:

latm.x.25ltni=------~----~~~

0.08205 atm -lt x298K ', mol.K

ni ",;l.022moresMezcla

Compc:meñ1le!s gi =ni*Mi Wi =(aila)Nz 6.52:8 0.222o, 22.848 0.778. . -

z=290376 ~-l,OO

r ~I' L~atm ..,r-·_G~·~.~@~s__ +r c~~~~~\F:-_~_'~~~b~~l_~_~_~~ID_~_l~_T~'c~!K)

A 4\ ..'. 0.027 ,. 534·a 12. Q.CfiO 1.444.19C- ..·6L ·O.03L· - 617 .

!" -." .

IV'!C{l/moO Pc (at¡;~~)0.08.1 203,22

2.~ Las constantes de Van der Waa!s de los gases A, B Y e, son:

Cual gas tiene: .

a) la. temperatura crilla¡ más alta;

b) El volumen moíeci.llar mas arto;'"·

c) El comportarrsento mas cercano a la ronducta ideat alrededor de las condiciones ideaies; '1

d) La mayor dificultad operaoonal para su licua.ción.

¡-_.. --

l _ - .

¡O'., .. ~

Utilizamos lafótmula palQ~lcu!arel volume~6ítico.·· • ,.•'0·) :

't ." ,_o ' ••~

• Vc=:5.b· . ".

r Utilizamos la fórmula para ca.laJlar la presión crítica.

- aPc=---

271/

a) El gas que tiene mayor temperatura crítica es B con 1444,29 1(...;.b) Etgas quetiene-mayer-volumen-oítico es eiC'con-O.096L/rnol,-e). El que más se acerca ala conducta de gas ideal es el que tiene menor a y menor b y es

el·gas-A... <.

·'0·'

._~- .~~--~-------_ .. __ ._--_. ---

te

d) El-que tiene mayor temperatura critica es el másdifíd! de licuar y es el gas B porque esmás difícil bajar la temperatura.

3.- En un diagrama P-V ubique sobre una tsobara los estados tei'modinámicOs de una-sustancia simple compresible. Explique en qué consiste cada uno.

-- ~e v

ETAPAS- TRANSFORMACIONESl-V' Comnresíón Isotérrnica VaporV' - L! cambio de estado de varor a ik(uidoL'-2

i ,-L'- l" ! liquido saturadoV' - V" vaeor saturadoA~B Curva de líquido saturado o de burbujeoB-C Curva de vapor saturado o curva de rocío

B I Punto críticoX Título de vapor2 líquido oomplimido1 vaoor recalentado

la oondensadó~~cambiO--de ~~do á~~~r a-~~~~~ ~-~ -téndenda a-disminuir su volumen (AV) a Presión y Temperatura constantes.El punto crítico es considerado como B y es el punto donde con~n las curvas delíquido y vapor saturado existe líquido y vapor en forma indeterminada concoordenadas-críticas (P, VI 11: -',

4.- Un mol de gas ideal se somete a varios Cambios de estado CV= 12.J7 lltm.CUálserá-eI cambio de temperatura en-los siguientes carnoíes de- '-'estado!a) El sistema cede 512 J de calor, se destruyen 134 J de trabajo.b};8 si-stema-absorbe-50D-J de calor, 'se producen-50D-J de-trabajo. -e) No hay transferencia de caor, se destruyen 126 J de trabajo. -.DAroS- ". :" . , . ' . - -' ,,-

AT ::::-10 .31.0 K

n=l moi ...Cv=12,47 J/K.mell11=?' ':, SOLUCIÓN"

I .

a) Ei sistema cede 512 J de calor, se destruyen 134 J de trabajo.a) DatosQ :::: -512 JL ::::-134 J. ,

AU == Q -'L . Ú)A U = n e v A T'" (2 )Igualamos Q ) y (2) .'nCvAT=Q-L

Q - L '/:;.T== --"--=--nCv'- 512 J -' (-134-1)A T= ----.....:---'-J--

1molx 12 - 41 . Kmol

bJ Cáículo-det ?>TSIel-sistérí".a-absorbe 500 J úe calOí, se prodeeen 500 .] de-trcmajo;- .

b)Datos .'.Q=500JL=50of,

...., .• ~.

AU=Q-L6.U =0 por ser isotérmico

Q=LSOOJ =500J

.. ~. .' c)Datos'~. _ •..• 0 ' .• '" •.•• 'Q='{)'. : .

., ...> .....,-. .r- ',-= ·L·=-126J '.

-' .' . ~.'; . . ,'

f·· .'",

1Ir· .i,,.

AU=Q-L

nCvAT-(-L)AT . -(-126.1):

·lmolX12.47 ~ ...Kmol,

AT =lO.lQ4°K "

I

I1

5.- Si un gas ideal sufre una expansión' Politrópica, árCáICoíarL sr l'inót de gas se éXPandedesde V

1a Vz y si T1= 300 K , T2= 200 K Y k= 2. , b) Si 4= 5/3 R, calcular Q, AU y l1H.

í)

----, -~ ...

I

l·

I

BATOS-- -'.

Todos los procesos que son reversíbles son polítrópieos-

n= 1moI k= 2

Ci CfP(atm) - , - Pl' 1'2

'TI'Kl -30.Q 200_V{L)- - Vi V2: ,

GRAFICO:

p

pvk = cte

_dQ* o .~---- T1=300K

I

IP2 ~ _I

II

I

1~-------------~t--------~----------~~vVl Vz -

-----Tz=200K--

SOLUCIÓN

a) Cálculo del trabaío poütrópíco

Lp= ~RdT '1-K

(,~

CDonde Cp - Cv =R

i.i.~

CP-=-8.3-lA~.L(~Y8314 _ '- }· - mol.K '1.3Á. _ _ 1J1ol-K _

;. Cp = 8.314---' - +13,856-'-mol.K mol.K

.' ',

¡

.~

¡

; Lp = 831,6J

Cp=2217-J-, mol.KJCv=I386--, mol.K

y= Cp = 22.17=1.60Cv 13.86

Lp == (Cp~Cv) dT* Cv. l-K Cv

f." 1)Lp = _v-Cv.dT .

l-K

Donoe dU= n.Cv..6.t

('1'-1)Lp=_v-dUl-K

(. 1) 12-.. . f.'

Lp=~*n*CvJdTl-K 1I

Lp = (1.60-1)(]f··:O¡*B.86_·_J_\(200 -300)K1-2 \.\ mol.K)'

¡'

a) Cálculode la Vari~n de enm-tia llU

2 ·12f dU = n.Cv.·f dTI tI

su = n.Cv(t2-n)

fc.U == lmol * 13.86-J-(200-3(0)Kmol.K