Problemas. Actividad 5
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PROBLEMAS DE TERMODINAMICA 1. ¿A qué temperatura dan la misma lectura un termómetro en escala Celsius y un Termómetro en escala Fahrenheit? 2.- Se tienen 2 moles de hidrógeno a 52 0 C y 2 atm. ¿A qué temperatura deberá enfriarse este sistema para que ejerza una presión de 0.5 atm manteniendo el volumen constante? 3.- Una muestra de gas ideal se encuentra originalmente a 100 K. ¿Cuál será la temperatura final de este gas si su volumen se triplica y su presión se duplica? 4.- Cierto tanque de gas estacionario tiene una capacidad de 500 L. Considerando que el gas es solamente butano, C4H10, calcular la masa de gas que contiene este tanque si a 25 0 C el gas ejerce una presión de 20 atm. 5.- Las llantas de un “vochito” se inflan en la ciudad de Veracruz a 24 lb in 2 un día de invierno cuando hay norte y la temperatura es de 12 0 C. Al día siguiente sale el sol y la temperatura sube hasta 32 0 C. ¿Cuál será la presión de las llantas a esta temperatura? 6.- En un lugar de Cozumel, perfecto para bucear, la densidad del agua es 1.024 g cm 3 . Calcular la presión a la que estará sometido un buzo que baja 10 m para observar los corales. 7.- Fisiológicamente, el cuerpo humano funciona mejor cuando la presión parcial del oxígeno que respiramos es 0.2 atm, por esta razón, el contenido del oxígeno en el tanque de los buzos debe ser controlado. Por ejemplo, si un buzo se encuentra a una profundidad donde la presión total (hidrostática + atmosférica) es de 4 atm, a) ¿cuál debe ser la fracción molar del oxígeno en la mezcla contenida en el tanque? 8.- En un día en que la presión atmosférica es de 75.83 cmHg, un manómetro de un tanque para gas marca la lectura de la presión de 258.5 cmHg. ¿Cuál es la presión absoluta (en atmósferas y en kPa) del gas dentro del tanque? 9.- Un tanque de 5000 cm 3 contiene un gas ideal (M = 40 kg/kmol) a una presión manométrica de 530 kPa y a una temperatura de 25 °C. Si se supone que la presión atmosférica es de 100 kPa, ¿qué cantidad de masa de gas se encuentra en el depósito? 10.- En la parte inferior de un cilindro hay contenidos 0.4 m 3 de vapor a 0.2 MPa y 150 °C, bajo un pistón pesado y sin fricción. El volumen por encima del pistón es de 0.1 m 3 y está vacío. El cilindro se mantiene a 150 °C gracias a un baño termostático. En cierto momento se hace una perforación en el pistón y el vapor fluye lentamente hacia la parte superior, hasta que se alcanza el equilibrio. Encontrar: (a) La presión al final del proceso; (b) el calor intercambiado.
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PROBLEMAS DE TERMODINAMICA
1. ¿A qué temperatura dan la misma lectura un termómetro en escala Celsius y un Termómetro en escala Fahrenheit? 2.- Se tienen 2 moles de hidrógeno a 52
0C y 2 atm. ¿A qué temperatura deberá enfriarse este
sistema para que ejerza una presión de 0.5 atm manteniendo el volumen constante? 3.- Una muestra de gas ideal se encuentra originalmente a 100 K. ¿Cuál será la temperatura final de este gas si su volumen se triplica y su presión se duplica? 4.- Cierto tanque de gas estacionario tiene una capacidad de 500 L. Considerando que el gas es solamente butano, C4H10, calcular la masa de gas que contiene este tanque si a 25
0C el gas
ejerce una presión de 20 atm. 5.- Las llantas de un “vochito” se inflan en la ciudad de Veracruz a 24 lb in
2 un día de invierno
cuando hay norte y la temperatura es de 120C. Al día siguiente sale el sol y la temperatura sube
hasta 320C. ¿Cuál será la presión de las llantas a esta temperatura?
6.- En un lugar de Cozumel, perfecto para bucear, la densidad del agua es 1.024 g cm
3. Calcular la
presión a la que estará sometido un buzo que baja 10 m para observar los corales. 7.- Fisiológicamente, el cuerpo humano funciona mejor cuando la presión parcial del oxígeno que respiramos es 0.2 atm, por esta razón, el contenido del oxígeno en el tanque de los buzos debe ser controlado. Por ejemplo, si un buzo se encuentra a una profundidad donde la presión total (hidrostática + atmosférica) es de 4 atm, a) ¿cuál debe ser la fracción molar del oxígeno en la mezcla contenida en el tanque? 8.- En un día en que la presión atmosférica es de 75.83 cmHg, un manómetro de un tanque para gas marca la lectura de la presión de 258.5 cmHg. ¿Cuál es la presión absoluta (en atmósferas y en kPa) del gas dentro del tanque? 9.- Un tanque de 5000 cm
3 contiene un gas ideal (M = 40 kg/kmol) a una presión manométrica de
530 kPa y a una temperatura de 25 °C. Si se supone que la presión atmosférica es de 100 kPa, ¿qué cantidad de masa de gas se encuentra en el depósito?
10.- En la parte inferior de un cilindro hay contenidos 0.4 m
3 de vapor a 0.2 MPa y 150 °C, bajo un
pistón pesado y sin fricción. El volumen por encima del pistón es de 0.1 m3 y está vacío. El cilindro
se mantiene a 150 °C gracias a un baño termostático. En cierto momento se hace una perforación en el pistón y el vapor fluye lentamente hacia la parte superior, hasta que se alcanza el equilibrio. Encontrar: (a) La presión al final del proceso; (b) el calor intercambiado.
