Guía nº 7 de ejercicios resueltos de gases ideales (química)
Resolver los siguientes ejercicios
Problema nº 1
Para la reacción mostrada en el problema 8-a, ¿Cuántos litros de oxígeno a TPS se necesitan para producir 500 kcal de calor?
| VO2 = 500 kcal· | 11 mol | · | 22,415 l |
| 1.330 kcal | 1 mol |
VO2 = 92,57 l de O₂
Problema nº 2
¿Cuantos kcal de energía calorífica son requeridas por un vegetal para producir 50 g de fructuosa (problema 8-b)?
| Q = 50 g· | 1 mol | · | 676 kcal |
| 180 g | 1 mol |
Q = 187,7 kcal
Problema nº 3
El calor de evaporación del agua es 540 kcal/g ¿Cuántas calorías se requieren para vaporizar 200 g de agua? ¿Cuál es el calor molar de vaporización del agua?
Calorías = 540 (cal/g)·200 g = 108.000 cal.
Qmₐ = 540 (cal/g)·18 g/mol = 9.720 cal/mol = 9,72 kcal/mol
Problema nº 4
El calor de fusión del hielo es de 80 cal/g.
a)
¿Cuál es calor molar de fusión del hielo?
Qmₕ = 80 (cal/g)·18 g/mol = 1.440 cal/mol
b)
¿Cuántas calorías se requieren para fundir 500 g de hielo?
80 (cal/g)·500 g/mol = 40.000 cal/mol
c)
¿Cuántas calorías se requieren para formar 50 g de agua desde hielo a 0 °C hasta vapor a 100 °C (Para el calor de vaporización véase el problema 3)?
50 g·80 cal/g = 4.000 cal
50 g·1 (cal/g·°C)·100 °C = 5.000 cal
50 g·540 cal/g = 27.000 cal
∑ = 36.000 calorías
Problema nº 5
Cuando H₂ (gas) y O₂ (gas) reaccionan para formar (H₂O)·(liquida), se liberan 68,4 kcal de calor por mol de H₂O formada. ¿Sería más o menos este el valor si usáramos como materiales iniciales H₂ líquido y O₂ líquido? Explíquese.
Respuesta: El valor seria menor porque al encontrarse en estado líquido, los reactivos, se necesitaría menor energía de combinación.
Problema nº 6
En un motor de automóvil, se queman hidrocarburos líquidos en el aire, para formar CO₂ (gas) y H₂O (gas). ¿Se produciría en la combustión más o menos energía si el H₂O producido se formara en el estado líquido en el lugar del gaseoso? Explíquese.
• Nota: Los calores de combustión de la mayoría de los hidrocarburos corresponden a unos 115 kcal por mol de H₂O formada, mientras que el calor de vaporización del agua es 10 kcal/mol
Respuesta: Es mayor la cantidad de calor de combustión del hidrocarburo que el de condensación del agua.
Problema nº 7
Si una persona se pone a dieta para perder peso, ¿Perderá más o menos peso consumiendo alimentos muy fríos o muy calientes? Explíquese.
Respuesta: Al consumir alimentos más fríos nuestro organismo hace un mayor desgaste de energía que si estos están a temperatura ambiente.
Problema nº 8
¿Cuánto trabajo es desarrollado por una persona de 150 lb, que asciende una montaña hasta una altura de 5.000 pies? Considérese solo el trabajo en contra de la gravedad. Explíquese la respuesta en pies-lb, en ergios y en kcal.
150 lb·5.000 pies = 750.000 pies - lb
7,5·10⁵ pies·lb·0,32 (cal/pie·lb) = 240.000 cal
| L = 2,4·10⁵ cal· | 1 J | · | 10⁷ ergios |
| 0,24 cal | 1 J |
L = 1·10¹³ ergios
Problema nº 9
La velocidad promedio de una molécula de O₂ a 25 °C es aproximadamente 4,8·10⁴ cm/s. Calcúlese la energía cinética total de un mol de gaseoso a 25 °C, en calorías.
EC = ½·m·v² = ½·32 g·4,8·10² (cm/s)² = 3,6·10¹⁰ ergios
| EC = 3,6·10¹⁰ ergios· | 1 cal |
| 4,185·10⁷ ergios |
EC = 880,86 cal
Bibliografía:
Cálculos Químicos de Benson.
Autor: Carlos Alberto Lozano Escobedo. México.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet).
Problemas resuelto.