9 - Universidad de Puerto Rico Humacao

UNIVERSIDAD DE PUERTO RICO
EN HUMACAO
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
QUÍMICA FÍSICA I
Profesora Ileana Nieves
TERMODINÁMICA
ASIGNACIÓN 9
1.
El factor de compresibilidad (Z) para un gas ideal obedece la ecuación de Van der Waals y se expresa
por:
donde a y b son las constantes que aparecen en la ecuación de Van der Waals.
a.
Expr ese la fugacidad de este gas en términos de a, b, T y P.
b.
Para agua en estado gaseoso, la constantes a y b en la ecuación de Van der Waals son 5.72
L2 atm/ mol2 y 0.0319 L/mol, respectivamente. Determine el ) G para la compresión de un
mol de vapor de agua desde un atm a 50 atm durante un proceso isotermal a 298 K.
2.
El punto de fusión de azufre monoclínico a 1 atm es 119.3°C. El cambio en volumen durante la fusión
es 41 cm3 /kg y ) Hf,m es 422 cal/mol. Determine la temperatura de fusión de azufre cuando la presión
sobr e éste es 1000 atm.
3.
Cierto líquido tiene un punto de ebullición normal a 760 torr de 65°C. Usando la Regla de Trouton:
a.
Estime la tensión de vapor a 52°C
b.
Estime la temperatura del punto de ebullición a una presión de 200 torr.
c.
Determine la ecuación para la varia ción de la presión de vapor del líquido como función de
temperatura.
4.
El ingerir o inhalar mercurio produce envenenamiento que a la larga puede resultar en un daño
irreparable a los riñones. Las agencias gubernamentales reguladoras han fijado como límite permitido,
o sea, de seguridad una concentración de 0.1 mg de mercurio por metro cúbico de aire. Supongamos
que en un laboratorio ha ocurrido un derrame de mercurio y aún luego de recogerlo, todavía queda
mercurio en las grietas del piso o área s poco accesibles. Estos residuos de mercurio introducen sólo
un 10% de presión de vapor de aire del salón debido a la ventilación del salón. Determine si a 25°C
la concentración del mercurio en el aire estaría dentro de los límites permitidos. Asuma que el punto
de ebullición de mercurio es 357°C y su entalpía molar de evaporación es 14.56 kcal/mol.
5.
De los siguientes datos, trace el diagrama de fases de nitrógeno a temperaturas bajas:
a.
Nitrógeno existe en tres formas cristalinas que co existen en equilibrio a 4650 atm y 44.5 K.
b.
En este punto triple al cambiar condiciones de T y P ocurren las siguientes transformaciones:
Transición
) V, cm3 /mol
) S J/mol-gra do
"º(
0.165
1.25
$º(
0.208
5.88
$º"
0.043
4.59
A un atm y 36 K, $ se transforma en " con ) V = 0.22 cm3 /mol y ) S = 6.25 J/mol-grado.