Problemes 2n principi (amb respostes) (2009)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 1º curso
Asignatura Termodinàmica i Cinètica química
Año del apunte 2009
Páginas 2
Fecha de subida 25/05/2014
Descargas 1

Vista previa del texto

2on PRINCIPI DE LA TERMODINÀMICA 1. Mitjançant una font isotèrmica a 0oC, es refreden a pressió constant 72 g d'aigua des de 25o fins a 20oC. Calcular: a) la variació d'entropia de l'aigua, b) el calor perdut per l'aigua, c) la variació d'entropia de la font. Discutir si es tracta d'un procés irreversible.
Dada: Cp(H2O)= 18 cal K-1mol-1.
R: a) ∆SH2O=-1.2 cal/K b) q=-0.36 kcal c) ∆Sfont=1.3 cal/K 2. Un mol de gas ideal s'expansiona reversiblement i isotèrmicament des de 2 a 20 l.
¿Quin és el canvi d'entropia del gas i del medi? R: ∆Sgas = 4.5 cal/K 3. Calcular els canvis d'entropia en el sistema, medi i univers quan una mostra de 14 g de nitrogen gasós, a temperatura 298K i 1 atm de pressió, duplica el seu volum mitjançant: a) una expansió isotèrmica reversible b) una expansió isotèrmica irreversible contra la pressió final c) una expansió adiabàtica reversible suposar comportament ideal R: a) ∆Ssist = 2.88 J/K; ∆Smedi = -2.88 J/K; ∆Suniv= 0 J/K b) ∆Ssist = 2.88 J/K; ∆Smedi = -2.08 J/K; ∆Suniv= 0.8 J/K c) ∆Ssist = ∆Smedi = ∆Suniv = 0 4. Dos mols de gas ideal evolucionen a volum constant des de 27oC fins a 127oC. Quina serà la variació d'entropia del gas? Dada: Cv= 5 cal.K-1.mol-1.
R: ∆S=2.9 cal/K 5. La capacitat calorífica del CO és una funció de la temperatura segons l'equació Cp= 6.34 + 1.8x10-3 T (cal.K-1.mol-1). a) Quina és la variació d'entropia que correspon a l'escalfament reversible, a pressió constant, d'1 mol de CO des de -10oC fins a 100oC? b) I si el procés fos irreversible? R: a) ∆S=2.4 cal/K 6. Un mol de gas ideal experimenta un procés irreversible des de 27oC i 1 atm fins a 127oC i 0.2 atm. Calcular la variació d'entropia del gas, sabent que CP= 7 cal.K-1.mol-1.
R: ∆S=5.2 cal/K 7. Un recipient aïllat conté 70 g d’etanol a 20 oC. Calcular la variació d’entropia si s’afegeixen 25 g d’etanol a 50 oC. Cp,m = 111.5 J·K−1·mol−1.
R: ∆S=0.2 J/K 8. Un cilindre de 100 cm2 de secció conté 1.5 mols de CO2 a 15 oC i 9 atm de pressió. La mostra s’expandeix adiabàticament contra una pressió externa de 6.4 atm. Tenint en compte que el pistó s’ha desplaçat 15 cm i que Cv,m = 28.8 J·K-1·mol-1, determinar la variació d’entropia del sistema.
R: ∆S=3.2 J/K 9. Un mol d'aigua a 25oC es coloca en un frigorífic a -10oC fins que s'arriba a l'equilibri.
Quina és la variació d'entropia de l'aigua? Dades: ∆Hfus(a 0oC)= 1440 cal, CP(gel)= 9 cal.K-1mol-1, CP(aigua líquida)= 18 cal.K-1.mol-1.
R: ∆S=-7.2 cal/K 10. Dos blocs iguals del mateix metall, un a temperatura Tc i l'altre a Tf, es posen en contacte i s'arriba a l'equilibri tèrmic. Suposant que la capacitat calorífica és constant en aquest interval de temperatures i que té un valor de 24.4 J/K.mol, determinar el canvi d'entropia pel cas de dos blocs de 500 g de Cu amb Tc= 500 K i Tf= 250 K.
R: ∆S=22.6 J/K ...