Serie De Termodinamica

SERIE DE TERMOQUIMICA, ENTROPIA EN SISTEMAS CERRADOS Y ABIERTOS.

1.- La temperatura de un mol de un gas ideal aumenta de 100 K a 300 K ; Cv = (3/2) R.

a) Calcúlese S si el volumen es constante.

b) Calcúlese S si la presión es constante.

c) ¿Cuál seria el valor de S si se utilizaran tres moles en lugar de un mol.

2.- Cierto gas perfecto cumple con la relación Cv = a + bT, donde a= 25.0 J/mol K y b = 0.0300 J/mol K . 4.0 moles de este gas van desde 300 K y 2.00 atm a 500 K y 3.00 atm. Calcule cada una de las siguientes cantidades para el cambio de estado o indique si es imposible obtener alguna de ellas con la información disponible, Q, W, U, H y S.

3.- Calcule S de la siguiente reacción para una temperatura de 300 0C.

2 FeS2(s) + 11/2 O2(g)  Fe2 O3(s) + 4 SO2(g)

4.- Calcule S de la siguiente reacción para una temperatura de 800 0C.

C2H2(g) + 5/2 O2(g)  2CO2(g) + H2O(g)

Usé la tabla 7.1 de Castellan para los Cp de cada una de las substancias.

5.- Una muestra de sacarosa C12 H22 O11 , que pesa 0.1265 g se quema en un calorímetro de bomba.

Acabada la reacción se encuentra que para producir eléctricamente un incremento de temperatura igual hay que consumir 2082.3 J.

a) Calcúlese el calor de combustión de la sacarosa.

b) A partir del calor de combustión y los datos apropiados calcúlese el calor de formación de la sacarosa.

c) Si el incremento de temperatura en el experimento es de 1.743 C ¿cuál es la capacidad calorífica del calorímetro y su contenido?

6.- En la figura se muestra una catapulta a vapor para el lanzamiento de aeroplanos desde portaaviones. La catapulta es un cilindro bien aislado que contiene vapor de agua y está provisto de un embolo sin rozamiento. El pistón esta conectado al avión por medio de un cable. A medida que se expande el vapor, el movimiento del pistón causa el movimiento de aeroplano. Un diseño de catapulta requiere la expansión de 600 lbm de vapor de agua desde 2000psia y 800 0F hasta 50 psia. ¿Será adecuada esta catapulta para acelerar un avión de caza de 30 toneladas desde el reposo hasta una velocidad de 200 mph? Despreciar las masas del pistón y de los cables de conexión, así como el empuje producido por los motores del avión.

7.- El ciclo mostrado en la figura es utilizado para convertir la energía térmica (8 en la forma de calor trasferido al conjunto caldera – sobrecalentador) en trabajo. Se supone que la turbina opera adiabática y reversiblemente y que el trabajo consumido por la bomba es pequeño, de modo que He  Hd .

a).- El ciclo ha de operar con la válvula normalmente abierta, de modo que todas las propiedades del punto b sean iguales a aquellas en a. (1) En estas condiciones, ¿Cuál es el caudal de circulación (lbm /seg) de agua en el ciclo necesario para proveer la potencia requerida de salida en la turbina 10,000 hp?. (2) ¿Con que rapidez se ha de suministrar calor al conjunto caldera – recalentador?

b).- Por descuido se deja parcialmente cerrada la válvula entre a y b y el vapor es estrangulado adiabaticamente hasta una presión de 120 psia en b. (Se supone que las propiedades en a, d y e permanecen inalteradas.) (1) En estas condiciones, ¿Cuál es el caudal de circulación (lbm /seg) de agua en el ciclo necesario para proveer la potencia requerida de salida en la turbina 10,000 hp?. (2) ¿Con que rapidez se ha de suministrar calor al conjunto caldera – recalentador?

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