PROBLEMARIO

TERMODINMICA

1.- Se quiere calentar el agua de una alberca desde 15oC hasta 25oC. Las dimensiones de la alberca son: 30 metros de largo, 25 de ancho y 2 metros de profundidad. Calcula la cantidad de energa que se requiere.

3.- Cul ser la cantidad de calor desprendida cuando 20 gramos de vapor de agua a 100C se condensa y se refrigeran a 20C.? 4.- Calcula la energa, en caloras, liberada en la siguiente reaccin de fusin nuclear, cuando se parte de una mol de cada uno de los reactivos:

3Li6 + 1H2 22He4masas atmicas:

Litio = 6.01512 Deuterio = 2.01410 Helio = 4.00260

5.- Calcula la masa de vapor de agua a 100oC que es necesario burbujear en 200g de leche a 5oC para preparar un caf capuchino cuya temperatura final est a 60oC. Se supondr que el calor especfico de la leche es idntico al del agua, es decir: Cp=1cal oC-1 g-1 4.184J oC-1 g-1

8.- Para determinar el contenido energtico del huevo en polvo y compararlo con el aceite de coco, se midieron las respectivas entalpas de combustin en un calormetro. Los resultados indicaron que por cada gramo de huevo la temperatura del calormetro aument 28.97oC en tanto que para un gramo de aceite de coco el mismo calormetro aument 56.88oC. Calcula el contenido energtico de 150g de cada uno de estos alimentos, si la constante del calormetro utilizado es Cp = 200 cal/oC.

9.- Se quema una muestra de 0.500g de n-heptano en un calormetro a volumen constante, produciendo bixido de carbono y agua, y la temperatura del calormetro se eleva 2.934C. Si la constante del calormetro es 1954 cal/C, cul es la entalpa de combustin por mol de heptano?.

10.- El calor molar de combustin del naftaleno es 1228.2 kcal/mol. Si se queman 0.300 gramos del mismo en un calormetro se produce un aumento de temperatura de 2.050oC. Cul es la constante del calormetro utilizado?. Si 1.520 gramos de un compuesto orgnico se queman en este calormetro y producen un aumento de temperatura de 1.845oC. Cul es el calor de dicho compuesto orgnico?.12.- Cada mol de etano libera 372.85 Kcal cuando se quema. Cuntos kilogramos de etano se necesitan quemar para elevar 10(C la temperatura de una alberca que contiene 200 m3 de agua?16.- Calcula el calor de combustin del etanol a 25C a presin constante y a volumen constante.

20.- Calcula la entalpa de formacin del ciclohexano, si el calor de combustin de una mol de este compuesto a 25C es de 936.9 Kcal

21.- El componente principal de la gasolina es el octano (C8 H18) el cual mediante una reaccin de combustin completa (los productos de la reaccin son slo bixido de carbono y agua), genera energa suficiente para mover un vehculo. Sin embargo uno de los problemas ambientales de esta reaccin es la gran cantidad de bixido de carbono que se produce (as como monxido si la combustin es incompleta). Por ello se ha pensado utilizar metano (CH4) como combustible el cual produce menor cantidad de bixido y monxido de carbono. Utilizando datos termodinmicos explica por qu se sigue prefiriendo la utilizacin de octano como combustible en vez de metano.

Hf H2O(g) = -57.8 Kcal mol-1Hf CO2(g) = -94.05 Kcal mol-1Hf C8H18(l) = -49.8 Kcal mol-1

Hf CH4(g) = -17.89 Kcal mol-124.- Los motores de combustin interna son muy ineficientes en el aprovechamiento del combustible. Los combustibles hidrocarbonados conocidos como gasolinas, (mezcla de hidrocarburos en la que abundan los octanos C8H18 ) slo son convertidas parcialmente a sus productos de oxidacin. Esta ineficiencia trae como consecuencia dos problemas: El tubo de escape emite productos de combustin incompleta como el CO altamente contaminante; y se genera menos energa de la que debiera producirse si la combustin fuera completa.

Escribe la ecuacin balanceada de la combustin completa de la gasolina, calcula (H de la reaccin y compralo con el (H de la reaccin cuando la combustin es incompleta de acuerdo con la siguiente ecuacin:

C8H18(l) + 10O2 C(s)) + 3CO(g) + 4CO2(g) + 9H2O(g)26.- Uno de los problemas que ofrecen ciertos anestsicos, particularmente el ciclopropano y el eter dietlico, es su inflamabilidad. La mezcla de estos productos con el aire se inflama explosivamente con slo una pequea chispa. Deben tenerse muchas precauciones con el fin de evitar tales explosiones en las salas de operaciones, incluyendo la eliminacin de todo posible riesgo de chispas electrostticas.

Calcula la cantidad de calor producida por la combustin accidental de 400g de eter dietlico. La ecuacin que representa dicha reaccin es la siguiente:

2C2H5OC2H5 + 12O2 10H2O + 8CO2(Hf C2H5OC2H5 = -88.6 Kcal mol-1(Hf H2O(l) = -68.3 Kcal mol-1(Hf CO2(g) = -94.05 Kcal mol-127.- El trinitrotolueno (TNT) es un poderoso explosivo, a diferencia de la nitroglicerina, el TNT no es muy sensible a los choques y por consiguiente puede ser usado para granadas de can que las disparan mediante cargas explosivas. De hecho es tan difcil que explote el TNT que hay necesidad de usar aditivos activadores adems de detonadores qumicos del tipo de la azida de plomo.

La explosin de TNT queda representada en la siguiente ecuacin:

C7H5(NO2)3 (s) C(s) + CO(g) + N2(g) + H2O(g)Calcula la cantidad de calor que se genera por la detonacin de una tonelada de TNT.

Hf TNT = -87.1 Kcal mol-1Hf CO(g) = -26.4 Kcal mol-1

Hf H2O(g) = -57.8 Kcal mol-1Hf CO2(g) = -94.05 Kcal mol-127.- Cul ser el calor de formacin del ciclopentano a 25C si su calor de combustin para un mol a 25C es de 786,540 cal.?

28.- Calcula las variaciones de la entropa para las siguientes reacciones qumicas todas ellas a 25C :

Ba (s) + O2(g) BaO(s)

BaCO3(s) BaO(s) + O2(g)

Br 2(g) 2Br (g)Br 2(g) + H2(g 2HBr (g)Explica el signo de cada una de las variaciones de entropa en trminos de las caractersticas de reactivos y productos.