CUARTA UNIDAD

18.1 Un tanque de 20 L contiene 0.225 Kg de helio a 18 ªC. La masa molar del helio es de 4 g/mol.

A) ¿Cuántos moles de helio hay en el tanque?

n=m/M=0.225Kg/0.004Kg/mol=56.25 mol

B) Calcule la presión en el tanque en Pa y atm.

p=nRT/V P=(56.25 mol)(0.08206 L*atm/mol*K)(291.15K)/20.0L

1 atm=101300N/M2,

por lo tantoP=6807360 Pa

18.3 Un tanque cilíndrico tiene un pistón ajustado que permite cambiar el volumen del tanque. El tanque contiene originalmente 0.110 m3 de aire a 3.40 atm de presión. Se tira lentamente del pistón hasta aumentar el volumen del aire a 0.390 m3. Si la temperatura no cambia, ¿qué valor final tiene la presión?

P2=P1(V1/V2), P2=3.40atm(0.110M3/0.390m3)=0.958atm aproximadamente 0.96atm

18.23 ¿Qué volumen tienen 3 moles de cobre?

V=m/p, m=NM

m=3 mol(0.06354Kg/mol)=0.1906 K

V=0.1906 Kg/8900Kg/M3=0.0000214 m3=21.4cm3

18.33 Tenemos dos cajas del mismo tamaño, A y B. Cada caja contiene un gas que se comporta como gas ideal. Insertamos un termómetro en cada caja y vemos que el gas de la caja A está a 50ªC, mientras que el de la caja B está a 10ªC. Esto es todo lo que sabemos acerca del gas contenido en las cajas. ¿Cuáles de las afirmaciones siguientes deben ser verdad? ¿Cuáles podrían ser verdad?

A) La presión en A es mayor que en B.

como no se conoce la n para cada caja la presion podria ser mayor

b) Hay más moléculas en A que en B.

no conocemos cómo se comparan las presiones su número de moles podría ser más grande.

c) A y B no pueden contener el mismo tipo de gas.

no se conocen las masas de los gases por lo tanto podrían contener un mismo gas o diferente.

d) Las moléculas en A tiene en promedio más energía cinética por molécula que las de B.

es verdadera la afirmación.

e) Las moléculas en A se mueven con mayor rapidez que las de B.

No conocemos nada acerca de las masas de los atomos del gas en cada caja, así que las moléculas podrían tener una mayor velocidad media cuadrática

18.41 a) Calcule la capacidad calorífica específica a volumen constante del vapor de agua (M=18 g/mol), suponiendo que la molécula triatómica no lineal tiene tres grados de libertad traslacionales y dos grados rotacionales y que el movimiento vibracional no contribuye. b) La capacidad calorífica real del vapor de agua a baja presión es de cerca de 2000 J/Kg ªK. Compare esto con su cálculo y comente el papel real del movimiento vibracional.

Como posee 6 grados de libertad la capacidad de calor a volumen constante seria:

3R=24.9J/mol*K

CV=3R/M=(24.9J/mol*K)/0.018Kg/mol=1383.33j*Kg*K

Las vibraciones contribuyen a que haya una mayor capacidad calorífica

18.45 Para nitrógeno gaseoso (M=28 g/mol), ¿Cuál deberá ser la temperatura si la rapidez del 94.7% de las moléculas es menor:

a) 1500 m/s;

986 K

b) 1000 m/s;

438K

c) 500 m/s?

109.5K