UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE QUIMICA E INGENIERIA QUIMICAE.A.P INGENIERA AGROINDUSTRIALCURSO: FISICOQUMICA

TAREA N02PRIMERA LEY DE LA TERMODINMICA TERMOQUIMICADesarrollar los siguientes problemas y presentarlo en grupos de 5 alumnos.PROBLEMA 1:Una mquina de vapor trabaja entre la temperatura de la caldera de 250C y la de un condensador de 50C y desarrolla una potencia de 10 Watts. Si se conoce que el rendimiento es del 30% respecto del correspondiente a una mquina trmica trmica ideal que opera entre las mismas temperaturas, hallar la cantidad de calor que se debe comunicar a la caldera en la unidad de tiempo.PROBLEMA 2Un gas ideal diatmico se encuentra inicialmente a una temperatura T1= 350 K, una presin p1 = 105 Pa y ocupa un volumen V1 =0.5 m3. El gas se expande adiabticamente hasta ocupar un volumen V2 = 1.5 m3. Posteriormente se comprime isotrmicamente hasta que su volumen es V1 y finalmente vuelve a su estado inicial mediante una transformacin isocora. Si las transformaciones son reversibles. Determine lo siguiente:a) Dibuje el ciclo p-V y determine el nmero de moles del gas, la presin y la temperatura despus de la expansin adiabtica.b) Determine la variacin de la energa interna, el trabajo y el calor en cada transformacin.PROBLEMA 3Una mquina trmica trabaja con 3 moles de un gas monoatmico, describiendo el ciclo reversible ABCD de la figura. Sabiendo que VC = 2 VB: a) Calcular el valor de las variables termodinmicas desconocidas en cada vrtice. b) Deducir las expresiones del trabajo en cada etapa del ciclo. c) Calcular de forma directa en cada etapa del ciclo (siempre que sea posible), el trabajo, el calor y la variacin de energa interna. d) El rendimiento del ciclo. R = 0,082 atm l/mol K = 8,314 J/mol K; 1cal = 4,186 J; 1atm = 1,013 105Pa, Cv = 3R/2

PROBLEMA 4En el ciclo de la figura que describe un gas ideal monoatmico a) Calcular el valor de las variables termodinmicas desconocidas en los vrtices A, B, C y D. b) Hallar de forma directa el trabajo en cada etapa. c) El calor, la variacin de energa interna y la variacin de entropa en cada etapa del ciclo. (Expresar los resultados en Joules). d) Hallar el rendimiento del ciclo.

PROBLEMA 5La entalpa de combustin de un compuesto orgnico de frmula C6H12O2 es 2540 kJ/mol Sabiendo que la entalpa estndar de formacin estndar del CO2 es 394 kJ/mol y del agua es 242 kJ/mol. Calcular: La entalpa de formacin del compuesto orgnico. El volumen de oxgeno medido a 722 mmHg y 37C, que consumir al quemar 58 g. del compuesto. DATOS: masas atmicas H = 1; C = 12 y O = 16

PROBLEMA 6La entalpa de combustin del cido benzoico suele usarse como patrn para calibrar las bombas calorimtricas a volumen constante; con exactitud, se ha determinado que su valor es -3226.7 kJ/mol-1 (a) Cuando se oxidaron 0.9862 g de cido benzoico, la temperatura aument de 22 C hasta 25C. Cul es la capacidad calorfica del calormetro? (b) En un experimento aparte, se oxidaron 0.4654 g de -D glucosa (C6H12O6) en el mismo calormetro, y la temperatura aument de 21C a 21.7 C. Calcule la entalpa de combustin de la glucosa, el valor de Ur en la combustin y la entalpa molar de formacin de la glucosa.

PROBLEMA 7A partir de los siguientes calores de combustin. CH3OH (l) + O2 (g) CO2 (g) + 2H2O (l) Hr = - 726.4 kJmol-1C( grafito) + O2 (g) CO2(g) Hr = - 393.5 kJmol-1H2 (g) + O2 (g) H2O (l) Hr = - 285.8 kJmol-1Determine la entalpa de formacin de metanol (CH3OH) a partir de sus elementos:C(grafito) + 2 H2 (g) + O2 (g) CH3OH(l)

PROBLEMA 8Un mol de gas ideal se calienta lentamente a una presin constante de 2,0 atm desde 20 a 300 K. Suponiendo que Cp = 5/2R, calcular q, w, E y H.

PROBLEMA 9Determinar la variacin de energa interna para el proceso de combustin de 1 mol de propano a 25C y 1 atm, si la variacin de entalpa, en estas condiciones, es de -2.219,8 kJ.

PROBLEMA 10Calcule la entalpa de neutralizacin del cido cianhdrico con hidrxido de sodio.HCN (ac) + NaOH (ac) _NaCN (ac) + H2O(l)Las entalpias de formacin en kJ/mol, son como siguen: H2O(l): -286; NaCN(ac): -89; NaOH(ac): 469; HCN (ac): 105.

PROBLEMA 11Calcule el valor de H a 400K para la reaccin:CO(g) + O2(g) CO2 (g)Datos:Entalpas de formacin, Hf, en kJ/mol; CO(g) = -110,53; CO2(g) = -393,51.Capacidades calricas molares a presin constante, Cp, en J/mol K;CO(g) = 29,14; O2(g) = 29,36 ; CO2(g)= 37,11.