1. Deducir la fórmula explícita para el coeficiente de dilatación α y el

Termodinámica y Cinética Química 2005/2006. Hoja 1
Área de Química-Física. Universidad Pablo de Olavide
1. Deducir la fórmula explícita para el coeficiente de dilatación α y el de compresibilidad isoterma
β para la ecuación del gas ideal y para la ecuación P (V-b)=nRT
2. Calcular las magnitudes críticas de un gas de van der Waals en función de sus constantes a y b.
3. Se utilizan 2 kcal para calentar 600 gramos de una sustancia conocida de 15ºC a 40ºC. ¿Cuál es
el calor específico de la sustancia?
4. Un bloque de 1 kg de cobre a 20ºC se deja caer en un recipiente de nitrógeno líquido que está
hirviendo a 77K. Suponiendo que el recipiente está aislado térmicamente de los alrededores,
calcular de número de litros de nitrógeno que se evaporan durante el tiempo que tarda el cobre en
llegar a los 77K. Datos: el cobre tiene un calor específico de 0.0924 cal/gºC, el calor de
vaporización del nitrógeno es 48 cal/g y la densidad del nitrógeno 0.8 g/cm3.
5. Se mezclan en un recipiente aislado y a presión constante 10 g de hielo a -10ºC y 50 g de agua a
30ºC. a) ¿Cuál es la temperatura final del sistema?
b) Si en lugar de 10 g de hielo tenemos 50 g de hielo, al alcanzar la temperatura final, ¿Quedará
hielo en el sistema? ¿Cuánto? ¿Cuál será la temperatura final?
Datos: Cp(agua líquida)=1cal/g ºC; Cp(hielo a 0ºC)=0.5 cal/g ºC; ∆Hf (0ºC) = 80 cal/g
6. Calcular el trabajo presión-volumen (en julios) realizado por un sistema en el que un gas se expande de
1litro a 2 litros frente a una presión externa constante de 10 atm.
7. Calcular el trabajo presión-volumen (en julios) realizado cuando una esfera de agua de 1 micrómetro de
diámetro se congela a 0 ºC y 1atm de presión. Datos: densidad del agua líquida a 0 ºC = 1g/cm3. Densidad
del hielo a 0 ºC = 0.915 g/cm3
8. Una muestra de gas ideal de 1 mol sigue un proceso termodinámico cíclico como el que se muestra en la
figura. El ciclo consta de tres partes: una expansión isotérmica (a-b), una compresión isobárica (b-c) y un
aumento de presión a volumen constante (c-a). T = 300 K, Pa = 5 atm y Pb = Pc = 1 atm, determinar el
trabajo realizado por el gas durante el ciclo.
P (atm)
Pa
a
T=300K
Pb=Pc
c
Va=Vc
b
Vb
V (l)
9. Una muestra de gas ideal se expande al doble de su volumen original de 1 m3 en un proceso en el que
P=5V2 atm. Tal y como se muestra en la figura. ¿Cuánto trabajo realizará el gas en expansión?
b
P (atm)
a
1
2
V (m3)