Departamento de Ciencias y Tecnologa Subsector: Qumica Profesor: Carlos Donoso E. Nivel: 4 ao Medio Ao: MMXII

Gua de Ejercicios: Introduccin a la Termodinmica

Objetivos:- Identificar reacciones y procesos exotrmicos y endotrmicos que ocurren en la vida cotidiana; - Distinguir entre procesos espontneos y no espontneos; Conocer ejemplos de reacciones qumicas espontneas que ocurren en el entorno; - Identificar toda reaccin qumica como un proceso que tiende a una situacin de equilibrio; - Reconocer en su significado y aplicacin a casos muy simples los conceptos de entalpa, entropa y energa libre. - Relacionar los intercambios de energa a las reacciones qumicas - Asociar a los cambios energticos en una reaccin la ruptura y formacin de enlaces qumicos.

I.- Completa el siguiente.

II.- Resuelve los siguientes ejercicios 1.- Calcular la cantidad de calor, en caloras y Joule, para elevar la temperatura de 12 Kg de plomo, desde 80C hasta 180C.(cPlomo0.91 [J/g C] ) 2.- Qu cantidad de calor se libera cuando 50 g de agua, contenida en un vaso de aluminio de 40 g se enfra en 60C? 3.- Se tiene un tanque que contiene 20000 g de agua a 10C. Cuntas caloras absorbe cuando se calienta hasta 40C? 4.- En un recipiente se han colocado 10 Kg de agua fra a 9C. Qu masa de agua hirviendo es necesario agregar al recipiente para que la temperatura de la mezcla sea de 30C. No debe considerarse la energa absorbida por el recipiente. 5.- Se mezclan 30 Kg de agua a 60C con 20 Kg de agua a 30C. Cul ser la temperatura de equilibrio de la mezcla? 6.- En 300 g de agua a 180C se introducen 250 g de hierro a 200C. Determina la temperatura de equilibrio. 7.- Se tiene un pedazo de metal de masa 80 g a 100C. Determinar el calor especfico de ese metal, sabiendo que al sumergirlo en 150 g de agua a 18C, se obtiene una temperatura de equilibrio de 22C. 8.- A qu temperatura ser necesario calentar 2000 Kg de un lquido, de calor especfico 1.5 [cal/g C], que est a 20C, para que sea capaz de desprender 2500000 Kcal? 9.- Un pedazo de plomo de 250 g se calienta hasta 112C y se introduce en 0.5 Kg de agua, inicialmente a 18C. Cul es la temperatura final del plomo y del agua? 10.- Se tiene un recipiente de aluminio, de 450 g, que contiene 120 g de agua a 16C. Si dentro del recipiente se deja caer un bloque de hierro de 220 g a 84C, Cul es la temperatura final del sistema? 11.- Se tiene un recipiente de hierro de 40 g que contiene 180 g de agua a 15C. Dentro se colocan 70 g de perdigones de hierro a 110C. Calcular la temperatura resultante. 12.- Se tienen 200 g de agua a 20C y se mezclan con 300 g de alcohol a 50C. Sabiendo que el calor especfico del alcohol es 0.6 [cal/g C], cul es la temperatura final de la mezcla? 13.- Calcular el calor absorbido (en Joule) si se calientan a.- 60 g de aluminio, desde 20C hasta 100C b.- 120 g de plomo, desde 10C hasta 95C c.- 400 g de cobre, desde 25C hasta 300C d.- 88 g de mercurio, desde 20C hasta 250C 14.- Calcular el calor cedido (en Joule) cuando se enfran a.- 90 g de agua, desde 90C hasta 5C b.- 48 g de hierro, desde 320C hasta 56C c.- 600 g de cobre desde 800C hasta 150C d.- 230 g de plata desde 400C hasta 25C 15.- Cul es la capacidad calrica de una caja de latn (c 0.093 [cal/g C]), si tiene una masa de 250 g? 16.- Cuntas caloras absorbe una barra de hierro (c 0.11 [cal/g C]), cuando se calienta desde -4F hasta 180C siendo su masa de 25 Kg? 17.- Qu masa tiene una plancha de cobre (c 0.091 [cal/g C]), si cede 910 Kcal al enfriarse desde 192C hasta -8C? 18.- Para calentar 0.75 Litros de Hg (c 0.033 [cal/g C]; d 13.6 [g/cc]), que estn a 5C se absorben 6.6 Kcal. Qu temperatura alcanza?

19.-Se mezclan 400 g de agua a 80Ccon 500 g de alcohol (c 0.58 [cal/g C]), a 10C. A qu temperatura queda la mezcla? 20.- Un calormetro de cobre (c 0.09 [cal/g C]), pesa 154 g y contiene 210 g de agua a 12C; se calientan 54 g de municiones a 98C y se echan en el calormetro adquiriendo la mezcla la temperatura de 12.6C, Cul es el calor especfico de las municiones? 21.- Calcule la temperatura del hierro al rojo, sabiendo que el calor especfico del metal es c = 0.11 y que 500 g del mismo, sumergidos en 2 Kg de agua a 15C, dan una temperatura final de 28.42 C. 22.- Se vierten 400 g de mercurio, cuya temperatura es de 60C, en 600 g de agua a 25C. Calcule la temperatura de la mezcla si el calor especfico es c = 0.033 [cal/g C] III.- Preguntas de seleccin mltiple 1.- Un reloj a cuerda, se puede considerar como ejemplo de un sistema A) abierto B) cerrado C) intensivo D) extensivo E) aislado 2.- Determina la masa en gramos de una sustancia S. Se sabe que: si le aplicamos 2500 cal, su temperatura aumentar hasta llegar a 90C. Datos adicionales: cS = 0.025 [cal/gC] y T inicial = 10. A) 2500 g B) 1111 g C) 1000 g D) 1250 g E) otro valor 3.- Cul(es) de las siguiente(s) propiedad(es) es(son) intensiva(s)? I.- densidad II.- temperatura III.- volumen IV.- masa A) Slo II B) Slo I y II C) Slo II y III D) I, II y III E) II, III y IV 4.- Qu diferencia hay entre un sistema aislado y uno cerrado? A) No hay diferencias, ya que son equivalentes B) El primero intercambia materia y el segundo, energa C) El primero intercambia energa y el segundo, materia D) El primero intercambia materia y energa. El segundo ninguna E) Ninguna de las anteriores

5.- En la figura, la pared que rodea al sistema no permite el intercambio de materia ni energa con el entorno. Entonces, Cmo ser la energa (E) del sistema, luego de recin encendida la ampolleta, en comparacin con la energa despus de algunos minutos? A) Disminuir B) Aumentar C) Aumentar o disminuir dependiendo del medio D) Se mantendr constante E) Ninguna de las anteriores 6.- Dentro de las caractersticas del calor, cul(es) de la(s) siguientes son verdaderas I.- Es una forma de energa II.- Se puede almacenar III.- Es energa en trnsito A) Slo I B) Slo II y III C) Slo III D) Slo I y III E) I, II y III 7.- Un gas es sometido a una presin de 16 [N/m2]. Su volumen disminuye desde los 20 [m3] a 4 [m3]. Entonces el trabajo de compresin realizado es de A) 256 [J] B) -256 [J] C) 160 [J] D) -160 [J] E) 16 [J] 8.- Al transformar 80C en F, el resultado es A) 176F B) 147F C) 112F D) 48F E) 32F 9.- El calor especfico de A es 0.2 [cal/g C] y de una sustancia B es 0.125 [cal/g C]. Si a 1 gramo de cada sustancia se le cede 1 cal, entonces A) A y B aumentarn su temperatura en la misma cantidad de grados B) A aumentar en 5C su temperatura y B en 8C su temperatura C) A aumentar en 8C su temperatura y B en 5C su temperatura D) No se puede determinar, ya que no se saben sus temperaturas iniciales E) No se puede determinar, ya que son sustancias diferentes 10.- Desde el sistema A, se ceden 800 caloras al exterior. Esto puede representarse como sigue: A) La energa del sistema es 800 y la del exterior -800 B) La energa del sistema es -800 y la del exterior 800 C) La energa tanto del sistema como del exterior son -800 D) La energa tanto del sistema como del exterior son 800 E) Ninguna de las anteriores