Actividad 5. Iniciando con la aplicación de modelos

1. Responda las preguntas justificando su respuesta.2. Resuelva cada uno de los ejercicios, reportando la solución de acuerdo a los

siguientes pasos:o Datoso Modelo matemáticoo Procedimiento de solucióno Resultado.

3. Suba su trabajo a la base de datos con la nomenclatura TER_U1_A5E1_ XXYZ.4. Espere los comentarios de sus compañeros, para que puedas mejorar tu trabajo,

revisa por lo menos dos de sus trabajos y, si lo considera oportuno, haga observaciones para que puedan mejorarlos.

5. Suba nuevamente sus ejercicios con la nomenclatura TER_U1_A5E2_ XXYZ, considere que esta versión será la que se tome en cuenta para que sea evaluado.

Preguntas de reflexión

1. ¿Es posible que dos cuerpos estén en equilibrio térmico si no están en contacto entre sí? Explique.

2. Un globo lleno de helio se deja en un auto una fría noche de invierno. En comparación con su tamaño cuando estaba en un auto caliente la tarde anterior ¿Cómo es el tamaño a la mañana siguiente? Justifique.

3. En un día de invierno, usted enciende el horno y aumenta la temperatura del aire del interior de su casa. Si se supone que su casa tiene la cantidad normal de fuga entre el interior y exterior de manera que se mantiene constante la presión ¿Cómo es el número de moles de aire en su recámara a la temperatura más alta comparada con la cantidad inicial? Justifique.

4. De acuerdo con la hipótesis formulada por Avogadro, responda la siguiente pregunta, justificando ¿Qué tiene mayor densidad (masa por unidad de volumen): el aire seco o el húmedo? Suponga que los dos tienen la misma temperatura y presión.

5. ¿Es la temperatura un concepto macroscópico o microscópico? Justifique.

Ejercicios sobre modelos

Modelo matemático: Ley de Charles

En un tubo de vidrio de sección circular uniforme, cerrado en su extremo inferior hay aire encerrado debajo de una gota de mercurio. A la temperatura de 200C el aire encerrado en el tubo alcanza una altura de 25 cm. ¿Qué altura alcanzará cuando el tubo se caliente a 800 C?

Sugerencia: considere que el volumen que ocupa el aire es igual al área de la sección circular por su altura. Convierta 0C a 0K.

Modelo matemático: Ley de Gay-Lussac

1. En un termómetro de gas de volumen constante, la presión a 20.00 C es 0.980 atm. (a) ¿Cuál es la presión a 45.00 C? (b) ¿Cuál es la temperatura si la presión es 0.5000 atm?

Modelo matemático: Ecuación de estado de gas ideal

2. Un gas ideal ocupa un volumen de 100 cm3 a 200 C y 100 Pa. (a) Encuentre el número de moles de gas en el recipiente. (b) ¿Cuántas moléculas de gas hay en el recipiente? Sugerencia: convierta cm3 a m3 y 0C a 0K.

Modelo matemático: Expresión de temperatura obtenida de la teoría cinética de los gases

3. ¿Cuál es la energía cinética de traslación promedio de las moléculas de un gas a 270 C? Tenga presente que la constante de Boltzmann es k B=R /N A=1.38 X 10−23 J/K, donde R= 8.314 J/mol K = 0.08214 l atm/mol K.

Modelo matemático: Ecuación de estado de van der Waals para gas no ideal

Para el gas oxígeno, la ecuación de estado de Van der Waals:

(P+a

v2 ) ( v−b )=RT

alcanza su mejor ajuste para a=0.14 N m4 /mol2 y b =3.2 x 10-5 m3/mol. (a) Determine la presión en el gas a 0 C para un volumen específico v= 0.40 l/mol. (b) Compare la presión resultante con la obtenida mediante la ecuación de estado de gas ideal. Tenga presente que el volumen específico v = V/n es el volumen que ocupa un mol de gas, n es el número de moles.

Unidades:

Joule (unidad SI de energía) símbolo J

Pascal= 1 N/ 1 m3 (unidad SI de presión) símbolo Pa

Atmósfera (unidad técnica de presión) símbolo atm

Kelvin (unidad SI de temperatura) símbolo K

Conversión de unidades: 1atm=1.013X105 Pa = 760 mm de Hg

1 J = 1 N m.