Guía nº 5 de ejercicios resueltos de gases ideales (química)
Resolver los siguientes ejercicios
Problema nº 1
Si se empuja una pared, esta no se mueve (ordinariamente), y así, de acuerdo con nuestra definición, no se ejecuta ningún trabajo. Sin embargo uno se fatigara a causa de este esfuerzo. Explíquese.
Respuesta: El cuerpo se fatiga porque se rebasa el límite de fuerza que posee.
Problema nº 2
La fuerza de la gravedad es 980 dinas/g si esta actúa sobre una masa de 10 g durante el tiempo en que el cuerpo desciende 1 m estando inicialmente en reposo, calcúlese el aumento en la energía del cuerpo ¿Cuál es la velocidad final del cuerpo?
δec = (980 dinas/g)·(10 g)·(100 cm)
δec = 9,8·10⁵ ergios
ec = ½·m·v²
Despejando:
v = √2·Ec/m
v = √2·9,8·10⁵ ergios/10 g
v = √196.000 cm²/s²
v = 442,71 cm/s
Problema nº 3
Efectúese las siguientes conversiones.
a)
500 cal a ergios.
| 500 cal· | 4,185·10⁷ ergios | = 2,09·10¹⁰ ergios |
| 1 cal |
b)
6·10³ ergios a kilocalorías
| 6·10⁸ ergios· | 1 cal | · | 1 kcal | = |
| 4,185·10⁷ ergios | 10³ cal |
| = | 6·10³ kcal | = 1,43·10⁻² kcal |
| 4,185·10¹⁰ |
c)
8 joule a calorías.
| 8 J· | 0,24 cal | = 1,92 cal |
| 1 J |
d)
60 ergios a µJ
| 60 ergios· | 1 J | · | 10⁶ µJ | = 6 µJ |
| 10⁷ ergios | 1 J |
Problema nº 4
Efectúese las siguientes conversiones en las escalas de temperaturas:
a) 150 °C a K
150 °C + 273 = 423 K
b) 0 K a °F (cero absoluto)
0 K - 273 = -273 °C
1,8·(-273) + 32 = -459,4 °F
c) 0 K a °C
0 - 273 = -273 °C
d) 1.000 K a °C
1.000 K - 273 = 727 °C
e) 500 K a °F
500 K - 273 = 227 °C
1,8·(227) + 32 = 440,6 °F
f) -40 °C a °F
1,8·(-40) + 32 = -40 °F
g) -100 °F a K
(-100 - 32)/1,8 = -73,3 °C
- 73,3 + 273 = 199,7 K
h) 50 °F a R
50 + 459,6 = 509,6 R
i) 10 R a °F
10 - 459,9 = -449,6 °F
j) 500 °C a R
1,8·(500) + 32 = 932 °F
932 + 459,6 = 1.391,6 R
k) 90 R a K
90 - 459,6 = -369,6 °F
(-369,6 - 32)/1,8 = -223,1 °C
-223,1 + 273 = 49,9 K
Problema nº 5
Cuando la temperatura de un cuerpo aumenta en 15 °C, ¿A qué corresponde este aumento en K? ¿En °F?
| 15·(1) = 15 °C | ⇒ | 273 + 15 = 288 K | ⇒ | 15·(1,8) = 27 °F |
Problema nº 6
A partir de la tabla VII, calcúlese el número de calorías requerido elevar la temperatura de 40 g de cobre desde 100 °C hasta 150 °C.
Q = 40 g·(0,092 cal/g·°C)·(50 °C)
Q = 184 cal
Problema nº 7
¿Cuántas calorías se requieren para elevar la temperatura de una lb de agua desde 0 °C hasta el punto de ebullición?
Q = 454 g·(1 cal/g·°C)·(100 °C)
Q = 45.400 cal
Problema nº 8
Calcúlese el calor específico del agua en unidades de ergios/lb·°F.
| 1 cal | · | 4,185·10⁷ ergios | · | 454 g | · | 1 °C | = |
| g·°C | 1 cal | 1 lb | 1,8 °F |
| = | 1,89·10¹⁰ ergios | = 1,05·10¹⁰ ergios/lb·°F |
| 1,8 lb·°F |
Bibliografía:
Cálculos Químicos de Benson.
Autor: Carlos Alberto Lozano Escobedo. México.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet).
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Problemas resuelto.