Calorimetría a volumen constante

Calorimetría a volumen constante

Asumimos que el sistema es totalmente ADIABATICO, entonces:

Entonces:

Y el calor que absorbe o libera el calorímetro esta dado por la ecuación

Ejercicio Una muestra de 1.435 g de naftaleno (C10H8) , una

sustancia de olor penetrante que se utiliza en los repelentes contra polillas, se quema en una bomba calorimétrica a volumen constante. Como consecuencia, la temperatura del agua se eleva de 20.28 a 25.95°C. Si la capacidad calorífica de la bomba más el agua fue de 10.17 kJ/oC, calcule el calor de combustión del naftaleno sobre una base molar; es decir, encuentre el calor de combustión molar.

Respuesta El calor absorbido por la bomba y el agua es igual al

producto de la capacidad calorífica y el cambio de temperatura. Con base en la ecuación anterior, y suponiendo que no se ha perdido calor hacia los alrededores, se escribe:

Debido a que qsist =qcal +qreacción= O, qcal=-qreacción El cambio de calor de la reacción es - 57.66 kJ.

Respuesta La masa molar del naftaleno es 128.2 g, de manera

que el calor de combustión de 1 mol de naftaleno es

Ejercicio Una muestra de 1.922 g de metanol (CH3OH) se

quemó en una bomba calorimétrica a volumen constante. Como consecuencia, la temperatura del agua se elevó 4.20°C. Si la cantidad de agua que rodea al calorímetro fue de 10.4 kJ/ºC, calcule el calor molar de combustión del metano!.

Calorimetría a presión constante

Ejercicio Un perdigón de plomo (Pb) con una masa de 26.47 g

a 89.98°C se colocó en un calorímetro a presión constante de capacidad calorífica insignificante que contenía 100.0 mL de agua. La temperatura del agua se elevó de 22.50 a 23. 17°C. ¿Cuál es el calor específico del perdigón de plomo?

Respuesta

Respuesta Si se considera al calorímetro como un sistema

aislado (no se transfiere calor a los alrededores), se escribe:

El calor que el agua ganó está dado por

Donde m y s son la masa y el calor específico y Δt = tfinal –tinicial. Por lo tanto:

Respuesta Como la pérdida de calor por parte del perdigón de

plomo es igual al calor que ganó el agua, también qPb = -280.3 J. Para encontrar el valor del calor específico del Pb, se escribe

Ejercicio Una bola de acero inoxidable de 30.14 g a 1l7.82°C

se coloca en un calorímetro a presión constante que contiene 120.0 mL de agua a 18,44°C. Si el calor específico de la bola es 0,474 J/g· ºC, calcule la temperatura final del agua. Suponga que el calorímetro tiene una capacidad calorífica insignificante.

Calculo de trabajo. La ecuación de trabajo es:

Sabemos que esta ecuación es de poca utilidad por tanto trabajaremos con la siguiente igualdad:

Donde.

ΔV = la variación de volumen en el proceso

P = presión atmosferica

Ejercicio Cierto gas se expande de un volumen de 2,0 a 6,0 L

a temperatura constante. Calcule el trabajo realizado por el gas si la expansión ocurre:

A) contra el vacío

B) contra una presión constante de 1,2 atm.

Respuesta

Respuesta

Ejercicio Un gas se expande de 264 mL a 971 mL a

temperatura constante. Calcule el trabajo realizado por el gas (en joules) si se expande

a) contra el vacío

b) contra una presión constante de 4.00 atm.

Caculo deΔE Si se despeja la energía interna de la ecuación de la

entalpia se obtiene:

Si se desea calcular la energía interna de una reacción gaseosa, podemos utilizar la ecuación

ΔE=ΔH – RTΔnDonde Δn = moles de producto gaseos – moles de

reactivo gaseoso.

Ejercicio Calcule el cambio de energía interna cuando 2 moles

de CO se convierten en 2 moles de CO2 a 1 atm y 25ºC

Respuesta Calculando la diferencia de moles

Δn = 2 – 3

Δn = -1

Ahora calculamos la energía interna tomando

R = 8,314 J/K

Ejercicio ¿Cuál es el valor de ΔE para la formación de 1 mol de

CO a 1 atm y 25°C?