Universidad de San Carlos de Guatemalarea de Fisicoqumica Facultad de IngenieraFisicoqumica 1 Escuela de Ingeniera QumicaSegundo Semestre 2015 TAREA 01 Resuelva los siguientes cuestionamientos y problemas dejando constancia de sus razonamientos y procedimiento en forma clara y realizando diagramas o ilustraciones cuando sea necesario. 1.(a) Escriba cualesde los siguientes sistemas son abiertos, cerrados o aislados: (i) un sistema encerradoentre paredes rgidas,impermeablesytrmicamenteconductoras,(ii)unserhumano,(iii)elplanetatierra.Ilustreyexpliquecada caso. (b) Clasifique cada una de las siguientesvariables como intensiva oextensiva:(i) fuerza (F), (ii) presin (P), (iii) volumen (V), (iv) temperatura (T), (v) masa (m), (vi) densidad (), (vii) masa molar (M), (viii) volumen (Vm). 2.Explique e ilustre la ley cero de la termodinmica. 3.Aungasideal,originalmentea0.85atmy66C,selepermitidilatarsehastaquesuvolumen,presinytemperatura finalesalcanzaron94mL,0.6atmy45C,respectivamente.Culessuvolumeninicial?Realiceundiagrama explicando el proceso. 4.Unrecipientergidocerradode1litrocontiene5gdeetanogaseoso.Elrecipienteestanfrgilqueexplotarsila presinensuinteriorsupera1MPa.aproximadamenteaqutemperaturaexplotarelrecipientesi:(a)eletanose considera gas ideal?, (b) el etano se considera gas de Van der Waals? 5.Un gas cumple con la siguiente funcin de estado: =

Donde = 0.568m3/mol, se encuentra en un recipiente cerrado a 84C y 2.5kPa de presin. Determine (a) su volumen molar residual y (b) su factor de compresibilidad a esas condiciones. 6.Dos bulbosevacuados de igual volumen se conectan mediante un tubo de volumen insignificante. Uno se colocaen un baoatemperaturacontantede200Kyelotroenunoa350Kyluegoseinyectan7moldeungasidealalsistema. Encuentre el nmero de moles en cada uno cuando el sistema llega al equilibrio. 7.DetermineunaexpresindelcoeficientededilatacintrmicayeldecompresibilidadisotrmicaparaungasdeVan der Waals. 8.Una muestra conteniendo 35g de Argn est encerrada en un contenedor de volumen 0.165L a 390K. Calcule la presin delsistemautilizando:(a)laecuacindelgasideal,(b)deVanderWaalsy(c)Redlich-Kwong.(d)Apartirdelos resultados domina en estas condiciones la contribucin atractiva o la repulsiva del potencial de interaccin? 9.Utilizando la ley de los estados correspondientes y la grfica del factor de compresibilidad, estime (a) el volumen molar delmetanoa285Ky180bar,(b)losvaloresdetemperatura,presinycoeficientedecompresibilidadparalosqueel hidrgeno gaseoso posee el estado correspondiente al xenn a 450K y 85bar. 10.Una muestra de 1mol de amoniaco (como gas ideal) a 14atm y 25C est en un cilindro cerrado con un pistn mvil, y se expande contra una presin externa constante de 1atm. En el equilibrio, la presin y el volumen del gas son de 1atm y 23.5L, respectivamente. (a) Calcule la temperatura final de la muestra. 11.Lacompresibilidadisotrmicapromediodelplomoes 2.3 106atm1,exprseseen N1 m2.Uncubodeplomode 10cmdeladodebeserincorporadoalaquilladeunacmaradetelevisinsubmarinaylosdiseadoresnecesitan conocer las tensiones sobre el equipo. Qu cambio de volumen sufrir dicho cubo en el fondo del mar a profundidades de: (a) 30.48m, (b) 5000brazas? Considere que la densidad media del agua de mar es de 1.03g/cm3. 12.En un intervalo de temperaturas entre 300 y 350K, el volumen de 1g de cierto lquido est dado por la expresin:

= 300K [0.75 + 3.9 104 (/K) + 1.48 106 (/K)2 ] La densidad del lquido es de 0.875g/cm3 a 300K. Determine la dilatacin trmica del lquido a 320K. Resuelvaloqueselepideacontinuacinutilizandoelsoftwareasueleccineimprimiendosusresultadosy explicaciones. 13.Utilizando la ecuacin del gas ideal construya los siguientes diagramas, seleccionando un conjunto de datos convenientes para ilustrar el comportamiento: (a) diagrama bidimensional

, (b) diagrama tridimensional

, (c) diagrama bidimensional " " y (d) diagrama bidimensional . 14.UtilizandolaecuacindeVanderWaalsconstruyalossiguientesdiagramasparametanogaseoso,seleccionandoun conjuntode datos convenientes para ilustrarel comportamiento: (a)diagramabidimensional , (b) diagrama bidimensional

() , (c) diagrama bidimensional " " y (d) diagrama bidimensional . 15.UtilizandolaecuacindeRedlichKwongconstruyalossiguientesdiagramasparadixidodecarbonogaseoso, seleccionandounconjuntodedatosconvenientesparailustrarelcomportamiento:(a)diagramabidimensional

,(b)diagramabidimensional () ,(c)diagramabidimensional" "y(d)diagrama bidimensional .