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} EX.4ME ft-D E APORTf l' ,(FIGEt.fPA, EIP,QUnno SEMESTRE,SEP/os-'fEa/09)
1.- En un redpient.e-Eft:. 2 -litros- de capackiati se, rerogen- S'litros de- oxigeno medidos ala- 'presión de 2 aun y 10 litros de nitrógeno a la presión de 4 atm. Se dejan salir 25 litros de laffiP2c1oga<"...e€lsa-a'la presión de 1 atm. calcular: ' ,
a) La presión final en eí recipiente. La .ternperstura se ha mantenido siempre constante a 250c. '
b) El 'peso cte-ox~,y rtitrógeoo sobrantes en ~ recipiente.
DATOSVm,CJ = 2ft
Va =5lt2
P=2atmV
N-= 1'0lt-
2
P=4atm.
,.,:.,
"P'='Lafm Ch p::= itatm N2!lo
. ::
Tabulando para calcular e¡' número elE! moles sobrante! '
CmnOOOO\1llt'eS vm:p P(~tm} I ~lf Mi r ){fi reiOO~tra~mO2 5 2 0.408 32~' 0.20
..0.204,
N', , -lO-, 4- - 't.635 28- 0:80- ' 0.8-16- ,
L'-l.043 - - é=l.00- - - é-l.02-1 l:;--
,.
. PV111-=-' -'
8.T,. Zatm.x.Slt '
nl=-----------------0'.08205atm -11 x298K
',' moi.K.'. -,ni =0.40'&mofes02· ,,'
PVni-= ------ .RT. wtm.x.l0lt
nl= ', 0:08205 {¡1m :-llx298i(
. ' mol.Kni= 't:635motesN2 ..
, ..
\.
:. --
---_._- ---- -------
;_ PVn,--·-RT
Númc,-o de moles que-se-obtiene delamezda:
latm.x.25ltni=------~----~~~
0.08205 atm -lt x298K ', mol.K
ni ",;l.022moresMezcla
Compc:meñ1le!s gi =ni*Mi Wi =(aila)Nz 6.52:8 0.222o, 22.848 0.778. . -
z=290376 ~-l,OO
r ~I' L~atm ..,r-·_G~·~.~@~s__ +r c~~~~~\F:-_~_'~~~b~~l_~_~_~~ID_~_l~_T~'c~!K)
A 4\ ..'. 0.027 ,. 534·a 12. Q.CfiO 1.444.19C- ..·6L ·O.03L· - 617 .
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IV'!C{l/moO Pc (at¡;~~)0.08.1 203,22
2.~ Las constantes de Van der Waa!s de los gases A, B Y e, son:
Cual gas tiene: .
a) la. temperatura crilla¡ más alta;
b) El volumen moíeci.llar mas arto;'"·
c) El comportarrsento mas cercano a la ronducta ideat alrededor de las condiciones ideaies; '1
d) La mayor dificultad operaoonal para su licua.ción.
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l _ - .
¡O'., .. ~
Utilizamos lafótmula palQ~lcu!arel volume~6ítico.·· • ,.•'0·) :
't ." ,_o ' ••~
• Vc=:5.b· . ".
r Utilizamos la fórmula para ca.laJlar la presión crítica.
- aPc=---
271/
a) El gas que tiene mayor temperatura crítica es B con 1444,29 1(...;.b) Etgas quetiene-mayer-volumen-oítico es eiC'con-O.096L/rnol,-e). El que más se acerca ala conducta de gas ideal es el que tiene menor a y menor b y es
el·gas-A... <.
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d) El-que tiene mayor temperatura critica es el másdifíd! de licuar y es el gas B porque esmás difícil bajar la temperatura.
3.- En un diagrama P-V ubique sobre una tsobara los estados tei'modinámicOs de una-sustancia simple compresible. Explique en qué consiste cada uno.
-- ~e v
ETAPAS- TRANSFORMACIONESl-V' Comnresíón Isotérrnica VaporV' - L! cambio de estado de varor a ik(uidoL'-2
i ,-L'- l" ! liquido saturadoV' - V" vaeor saturadoA~B Curva de líquido saturado o de burbujeoB-C Curva de vapor saturado o curva de rocío
B I Punto críticoX Título de vapor2 líquido oomplimido1 vaoor recalentado
la oondensadó~~cambiO--de ~~do á~~~r a-~~~~~ ~-~ -téndenda a-disminuir su volumen (AV) a Presión y Temperatura constantes.El punto crítico es considerado como B y es el punto donde con~n las curvas delíquido y vapor saturado existe líquido y vapor en forma indeterminada concoordenadas-críticas (P, VI 11: -',
4.- Un mol de gas ideal se somete a varios Cambios de estado CV= 12.J7 lltm.CUálserá-eI cambio de temperatura en-los siguientes carnoíes de- '-'estado!a) El sistema cede 512 J de calor, se destruyen 134 J de trabajo.b};8 si-stema-absorbe-50D-J de calor, 'se producen-50D-J de-trabajo. -e) No hay transferencia de caor, se destruyen 126 J de trabajo. -.DAroS- ". :" . , . ' . - -' ,,-
AT ::::-10 .31.0 K
n=l moi ...Cv=12,47 J/K.mell11=?' ':, SOLUCIÓN"
I .
a) Ei sistema cede 512 J de calor, se destruyen 134 J de trabajo.a) DatosQ :::: -512 JL ::::-134 J. ,
AU == Q -'L . Ú)A U = n e v A T'" (2 )Igualamos Q ) y (2) .'nCvAT=Q-L
Q - L '/:;.T== --"--=--nCv'- 512 J -' (-134-1)A T= ----.....:---'-J--
1molx 12 - 41 . Kmol
bJ Cáículo-det ?>TSIel-sistérí".a-absorbe 500 J úe calOí, se prodeeen 500 .] de-trcmajo;- .
b)Datos .'.Q=500JL=50of,
...., .• ~.
AU=Q-L6.U =0 por ser isotérmico
Q=LSOOJ =500J
.. ~. .' c)Datos'~. _ •..• 0 ' .• '" •.•• 'Q='{)'. : .
., ...> .....,-. .r- ',-= ·L·=-126J '.
-' .' . ~.'; . . ,'
f·· .'",
1Ir· .i,,.
AU=Q-L
nCvAT-(-L)AT . -(-126.1):
·lmolX12.47 ~ ...Kmol,
AT =lO.lQ4°K "
I
I1
5.- Si un gas ideal sufre una expansión' Politrópica, árCáICoíarL sr l'inót de gas se éXPandedesde V
1a Vz y si T1= 300 K , T2= 200 K Y k= 2. , b) Si 4= 5/3 R, calcular Q, AU y l1H.
í)
----, -~ ...
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l·
I
BATOS-- -'.
Todos los procesos que son reversíbles son polítrópieos-
n= 1moI k= 2
Ci CfP(atm) - , - Pl' 1'2
'TI'Kl -30.Q 200_V{L)- - Vi V2: ,
GRAFICO:
p
pvk = cte
_dQ* o .~---- T1=300K
I
IP2 ~ _I
II
I
1~-------------~t--------~----------~~vVl Vz -
-----Tz=200K--
SOLUCIÓN
a) Cálculo del trabaío poütrópíco
Lp= ~RdT '1-K
(,~
CDonde Cp - Cv =R
i.i.~
CP-=-8.3-lA~.L(~Y8314 _ '- }· - mol.K '1.3Á. _ _ 1J1ol-K _
;. Cp = 8.314---' - +13,856-'-mol.K mol.K
.' ',
¡
.~
¡
; Lp = 831,6J
Cp=2217-J-, mol.KJCv=I386--, mol.K
y= Cp = 22.17=1.60Cv 13.86
Lp == (Cp~Cv) dT* Cv. l-K Cv
f." 1)Lp = _v-Cv.dT .
l-K
Donoe dU= n.Cv..6.t
('1'-1)Lp=_v-dUl-K
(. 1) 12-.. . f.'
Lp=~*n*CvJdTl-K 1I
Lp = (1.60-1)(]f··:O¡*B.86_·_J_\(200 -300)K1-2 \.\ mol.K)'
¡'
a) Cálculode la Vari~n de enm-tia llU
2 ·12f dU = n.Cv.·f dTI tI
su = n.Cv(t2-n)
fc.U == lmol * 13.86-J-(200-3(0)Kmol.K