problemas propuestos

TEMA 2. Problemas Química Física Avanzada
1- Utilizar el valor experimental de la conductividad térmica del nitrógeno para estimar
la sección de colisión de las moléculas de N2 a 298 K.
2- Una ventana de termovidrio consta de dos hojas de cristal de vidrio separadas por un
volumen relleno de aire (consideraremos sólo formado por N2, K= 0.0240 J K-1 m-1 s-1 ).
Para una ventana de termovidrio que tiene 1 m2 de área con una separación entre las
hojas de cristal de 3cm, ¿cuál es la pérdida de energía cuando:
a) Tª(exterior) = 10 ºC y Tª(interior)= 22ºC
b) Tª(exterior) = 220 ºC y Tª(interior)= 22ºC
c) Misma Tª que b) pero la ventana llena de Ar (K= 0.0163 J K-1 m-1 s-1) en lugar
de N2
3- Dos placas de metal paralelas separadas por 1 cm se mantienen a 300K y 298K,
respectivamente. El espacio entre las placas se llena con N2 (σ= 0.430 nm2 y
Cv,m= 5/2 R). Determine el flujo de calor entre las placas en unidades de W cm-2)
4- Determine la conductividad térmica de las siguientes especies a 273 K y 1 atm:
a) Ar( σ= 0.36 nm2)
b) Cl2 (σ= 0.93 nm2)
c) SO2 (σ= 0.58 nm2, geometría angular)
Nota: Se puede ignorar la contribución vibracional a Cv,m a esta temperatura.
5- Mediante la experimentación se encontró que la conductividad térmica de Kr es
aproximadamente la mitad del Ar en idénticas condiciones de presión y temperatura.
Ambos gases son monoatómicos.
a) ¿Es predecible teóricamente este comportamiento?
b) Determine la relación entre las secciones de colisión de estos gases.
c) Para Kr a 273 K a 1 atm, K= 0.0087 J K-1 m-1 s-1). Determine la sección de
colision de Kr.
6- Determine la relación entre la conductividad térmica de N2 (σ= 0.430 nm2) a nivel del
mar (T = 300 K, P=1atm) y en la baja estratosfera (T = 230 K, P=0.25 atm).
Idem a nivel del mar pero a una T= 100K.