Problemes 1r 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 12
Subido por

Vista previa del texto

PRIMER PRINCIPI 1.- A un gas ideal, a una pressió de 1 atm i ocupant un volum de 4 l se li aplica una pressió de 2 atm i es comprimeix isotèrmicament. a) ¿Quin és el treball realitzat? b) ¿Quina és la variació d'energia interna? c)¿Quin és el calor intercanviat amb el medi? R: a) w= 405.2 J b) ∆U= 0 c) q=-405.2 J 2.- Dos mols d'aigua líquida absorbeixen 19.4 kcal en vaporitzar-se a 100oC i 1 atm de pressió. a) Quin treball es realitza si el volum d'1 mol d'aigua líquida a 100oC és de 0.019 l i es considera que el vapor d'aigua és un gas ideal? b) ¿Quina és la variació d'energia interna del procés? R: a) w= -6.2 kJ b) ∆U= 74.9 kJ 3.- Un mol de CaCO3 (s) s’escalfa fins 800ºC i es descomposa. El procés d’escalfament té lloc a un recipient amb un pistó que inicialment es col·loca sobre el sòlid. a) Calcular el treball realitzat durant la descomposició del CaCO3 (s) a 1 atm. b) Quin treball es realitzaria si, enlloc de tenir un pistó, el recipient amb el sòlid estigués obert a l’atmosfera ? R: a) w= –8.9 kJ b) w= –8.9 kJ 4.- Si 0.5 g d'He evolucionen a volum constant des de 298 K i 1 atm fins a 3 atm, trobar els valors de treball, calor, ∆U i ∆H per al procés. Cv,m= 3 cal.K-1.mol-1. Considerar que el gas és ideal.
R: w=0 q=∆U= 223.5 cal ∆H= 371.0 cal 5.- Mig mol d'un gas ideal evoluciona isotèrmicament i reversiblement a 227oC des d'1 atm fins a 4 atm. Trobar els valors de w, ∆U i ∆H del procés.
R: w= 2.9 kJ ∆U=∆H= 0 6.- Dos mols d'un gas ideal a 300 K i 1 atm, amb una capacitat calorífica a volum constant de 20.8 J.K-1.mol-1, s'expansionen duplicant el volum inicial. Trobar els valors de q i w si el procés té lloc: a) reversiblement i isotèrmicament, b) irreversiblement i isotèrmicament contra la pressió final, c) reversiblement i adiabàticament.
R: 7.- a) q= 0.82 kcal b) q= 0.60 kcal c) w=-0.72 kcal Es tenen dos mols de CO2 (g) inicialment 25 0C i 10 atm de pressió en un cilindre de 100 cm2 de secció. El gas s’expandeix reversible i adiabàticament fins que el pistó s’ha desplaçat 20 cm. Calcular q, w, ∆U. Suposar comportament ideal. Cv,m = 28.8 J.K-1.mol-1.
R: q= 0 ∆U= w = -1.6 kJ 8.- Quan un sistema evoluciona des de l’estat A a l’estat B al llarg d’un camí ACB com el mostrat a la figura, 80 J d’energia en forma de calor flueixen cap al sistema des de l’entorn i el sistema fa un treball de 30 J. a) Quant calor absorbeix el sistema al llarg del camí ADB si el treball fet pel sistema és de 10 J? b) Quan el sistema torna de l’estat B a l’estat A pel camí corbat, el treball fet sobre el sistema és de 20 J. En aquest procés, el sistema absorbeix o allibera calor? Quina quantitat? c) Si UD – UA = 40 J, trobar el calor absorbit pel sistema en els processos AD i DB.
9.- 0.1 mols d'un gas ideal es troben inicialment a 0 ºC i 1 atm. El sistema experimenta un procés cíclic reversible, les etapes del qual són les següents: Etapa I: expansió adiabàtica fins a un volum doble.
Etapa II: escalfament a volum constant fins a 100 ºC Etapa III: refredament a pressió constant fins a 0 ºC Etapa IV: procés isotèrmic fins a l'estat inicial a) Determinar l'estat del sistema al final de cada etapa.
b) Calcular els valors de q, w, ∆U, ∆H per a cada etapa i per al procés global.
c) Discutir si el sistema serà capaç de produir treball i amb quina eficiència.
Dades: Cp,m = 5/2 R , Cv,m = 3/2 R 10.- Un mol de gas ideal, inicialment a 1atm i 298 K, realitza un cicle reversible format per les etapes següents: a) Expansió isobàrica fins duplicar el seu volum inicial.
b) Procés isocor fins una pressió final de 0.5 atm.
c) Compressió isotèrmica fins l’estat inicial.
Dibuixar en un diagrama P-V cadascuna d’aquestes etapes. Calcular els valors de q, w, ∆U de cada etapa i de tot el cicle.
...