ETS DE QUIMICA IND

ETS DE QUIMICA IND
.- En relación con la practica para la determinación de la capacidad calorífica de un calorímetro, se
obtuvieron los siguientes datos: 60 mL de agua caliente (T = 158 °F) se mezclaron con 0.04 L de
agua fría (T = 295.15 K). Se monitoreo el progreso de la temperatura durante 1 minuto y se
obtuvieron los siguientes resultados hasta que se llegó al equilibrio térmico
0 (S)
T (°C)
0
30
10
35
20
37
30
39
40
41.5
50
43
60
43
La densidad del agua líquida promedio es de 988 kg/m3 , y el Cp del agua líquida es de 18 cal/mol
K
T agua caliente= 158 F
T agua fría= 295.15 K
Temperatura en equ= 43
a) Determine la capacidad calorífica del calorímetro en J/K (Valor 1.5 puntos).
−𝑄𝐻2𝑂 𝐶𝐴𝐿𝐼𝐸𝑁𝑇𝐸 = 𝑞𝐻2𝑂 𝐹𝑅𝐼𝐴 + 𝑄𝐶𝐴𝐿𝑂𝑅𝐼𝑀𝐸𝑇𝑅𝑂
𝐶=
𝐶=
−60 𝑔𝑟 (18
−𝑀𝐻2𝑂 𝐶𝐴𝐿 𝐶𝑝𝐻2𝑂 ∆𝑇𝐶𝐴𝐿 − 𝑀𝐻2𝑂 𝐹𝑅𝐼𝐴 𝐶𝑝𝐻20 ∆𝑇𝐹𝑅𝐼𝐴
∆𝑇𝐶𝐴𝐿𝑂𝑅𝐼𝑀𝐸𝑇𝑅𝑂
𝑐𝑎𝑙
𝑐𝑎𝑙
) (316.15 𝐾 − 343.15 𝐾) − (40 𝑔𝑟)(18
)(316.15 − 295.15 𝐾)
𝑚𝑜𝑙𝐾
𝑚𝑜𝑙𝐾
=
316.15 𝐾 − 95.15 𝐾)
𝐶 = 668.571
𝑐𝑎𝑙
𝐽
𝑜 2797.301
𝑚𝑜𝑙 𝐾
𝑚𝑜𝑙 𝐾
b) El alumno cuantifico la masa del calorímetro construido contemplando todos los
materiales, el cual dio una masa de 334. 54 g, determine su cp promedio de dicho
calorímetro en cal/g °C
2° Se tienen 0.3087 lb de un gas ideal diatómico (MM = 28) a 73.4 °F y 88152.75 Pa. El gas se
somete a los siguientes procesos; el primero responde a p/T = cte, donde su temperatura aumenta
hasta que la presión es de 25.7075 psia. Luego mediante un proceso donde Q=∆H, se incrementa
la temperatura ocupando el gas un volumen de 0.18 m3 y de aquí se expande de manera
adiabática hasta alcanzar la temperatura inicial. Finalmente, el gas se comprime mediante un
proceso en el cual ΔU=0 hasta las condiciones iniciales, cerrando a si el ciclo reversible, calcule
M= 0.3087 lb o 140.0239 gr
Moles = 140.0239 gr/28 gr/mol = 5 mol
Temperatura inicial =73.4 F o 23°C o 296.15 K
Presión Inicial = 88152.75 Pa o 0.87 atm
Volumen inicial es = V=nRT/P =139.564 L
Procesos
INICIAL
ISOCORICO
ISOBARICO
ADIABATICO
VOLUMEN
139.564 L
139.564 L
180 L
TEMPERATURA
296.15 K
595.458 K
767.980 K
296.15 K
PRESION
0.87 ATM
1.74929 ATM
1.74929
TEMPERATURA 2 = PV/Nr =595.458 K
Temperatura 3 = PV/nR =
ΔU
10 moles de u gas cuyo Cv = 28 J/molK son sometidos al siguiente ciclo
a)
b)
c)
d)
Enfriamiento isotérmico de 100°C y 10 atm hasta 20°C
Expansion isotérmica hasta 1 atm
Compresión adiabaticas hasta 10 atm
Enfriamiento o calentamiento isbarico hasta 100°C
Proceso
A
B
C
D
VOLUMEN
24.038
240.383
40.672
30.598
TEMPERATURA
293.15 K
293.15 K
496.004 K
373.15 K
PRESION
10 atm
1 atm
10 atm
10 atm
V= nrT/P = (10)(0.082)(293.15)/10
Cv= 36.314
Y= 1.296
PROCESOS
CALOR
A-B
=191.436 J
B-C
C-D
D-A
0
-34339.12
TRABAJO
ENERGIA
INTERNA
(10)(8.314)(LN)(10)=- 0
191.436 J
=73664.401 J
=73664.401
-10274.081
-44613.201
0
ENTALPIA
0
56799.12
-34399.12
0