Taller química.Calor y trabajo

Universidad del atlántico

TALLER No. 2

QUÍMICA GENERAL II

Manuel Salcedo

Jesús Silvera

Juan Escobar

Aldair Hernández

Emerson González

Grupo= 8A

Fecha: 09/12/2022

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TALLER No. 2 DE QUÍMICA GENERAL II

PROGRAMA DE INGENIERÍA MECÁNICA

PROFESORA ING. GREY CECILIA CASTELLAR ORTEGA

Problema 1. (a) Determine el trabajo realizado por un gas que se expande de i a ƒ como se indica en la figura 1. (b) ¿Cuánto trabajo es realizado sobre el gas si se comprime de ƒ a i a lo largo de la misma trayectoria? Realice todos los cálculos pertinentes y explíquelos.

Figura 1. Relación presión-volumen en el trabajo de expansión y compresión de un gas.

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Tenemos que para W= Trabajo su fórmula se define como:

                            [pic 3][pic 4][pic 5]

Buscamos determinar el trabajo realizado por un gas que se expande de i a f y de f a i

W = -(6x106 )(2-1) m3+-(4x106)(3-2) m3+-(2x106)(4-3) m3

Cuando el trabajo va de i a f en signo que toma es negativo por lo cual el resultado es:

W = -12 MJ

Por lo que durante este trabajo el sistema pierde presión.

Cuando el trabajo va de f a i en signo que toma es positivo por lo cual el resultado es:

W = 12 MJ

Por lo cual durante este trabajo el sistema gana presión.        

Problema 2. ¿Cuánta energía se requiere para cambiar un cubo de hielo de 40 g                         a -20°C a vapor a 110°C? Realice todos los cálculos pertinentes y explíquelos.

1. Tenemos el cubo de hielo a -20ºC, llevamos el hielo a una temperatura de 0ºC

El calor especifico del hielo es de 0.5 cal/gºc

Q = (40g) (0.5 cal/gºc) (20ºC) = 400 cal

1. Tenemos el cubo de hielo a 0ºC, lo llevamos a agua a 0ºC

Tenemos que el calor de fusión del agua es de 80 cal/g

Q = (40g) (80 cal/g) = 3200 cal

1. Tenemos el agua a 0ºC, la llevamos a agua a 100ºC

Teniendo en cuenta que el calor especifico del agua es 1 cal/gºc

Q = (40g) (1 cal/gºc) (100ºC) = 4000 cal

1. Tenemos el agua a 100ºC, la llevamos a vapor de agua a 100ºC

El calor de vaporización del agua es de 540 cal/g

Q = (40g) (540 cal/g) = 21600 cal

1. Tenemos vapor de agua a 100ºc, lo llevamos vapor de agua a 110ºC

Tenemos el calor especifico del vapor de agua es de 0.48 cal/gºc

Q = (40g) (0.48 cal/gºc) (10ºC) = 192 cal

La energía total necesaria para pasar de un cubo de hielo a -20ºc a vapor de agua a 110ºC, sería la sumatoria de todas las energías calculadas en cada cambio físico.

QT = 400 cal + 3200 cal + 4000 cal + 21600 cal + 192 cal

QT = 29392 cal

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