Física ? Ejercicios (página 2)

3.-Efectúense las siguientes conversiones en las escalas de temperaturas:

a) a

150 °C + 273 = 423 K

b) a (Cero absoluto)

0 K – 273 = -273 °C ; 1.8 ( – 273 ) + 32 = – 459.4 °F

c) a

0 – 273 = -273 °C

d) a

1000 K – 273 = 727 °C

e) a

500 K – 273 = 227 °C; 1.8 ( 227) + 32 = 440.6 °F

f) – a

1.8 ( -40) + 32 = – 40 °F

g) – a

= – 73.3 °C ; – 73.3 + 273 = 199.7 K

h) a

50 + 459.6 = 509.6 °R

i) a

1. j) a

   1.8 ( 500) + 32 = 932 °F ; 932 + 459.6= 1391.6 °R

   k) a

2. 10 – 459.9 = – 449.6 °F
3. 90 – 459.6 = – 369.6 °F ;

= – 223.1 °C ; -223.1 + 273 = 49.9 K

5.- ¿Cuándo la temperatura de un cuerpo aumenta en , ¿A qué corresponde este aumento en ? En ?

6.-A partir de la tabla VII, calcúlese el número de calorías requerido para elevar la temperatura de g de cobre desde hasta .

Cal = ( 40 grs)( 0.092 cal/gr°c)( 50°c) = 184 cal

7.- ¿Cuántas calorías se requieren para elevar la temperatura de una lb de agua desde hasta el punto de ebullición?

CAL = ( 454 GRS)( 1 CAL/GR°C)( 100°C) = 45400 CAL

8.- Calcúlese el calor específico del agua en unidades de

( ) ( ) ( ) = = 1.05 X 1010 ergios/lb ºF

9.- Suponiendo que no cambia el valor especifico del hierro calcúlese cuanta calorías si deberían ser eliminadas para enfriar un mol Fe partiendo de hasta

Cal = ( 55.847 grs)(0.107 cal/gr°c)( – 248°C) = – 1481.95 cal

10.- ¿Cuál requerirá más energía para separarse en sus moléculas individuales, una sustancia a temperatura elevada o la misma sustancia a una temperatura mas baja? Explíquese el razonamiento

Para ponerla a una temperatura, porque una sustancia gasta mas energía al bajar de temperatura

11.- Se necesita 80 cal para elevar en la temperatura de de lana. ¿Cuál es el calor específico de la lana?

Ce= = 0.25 cal/gr °C

12.- Un metal desconocido tiene un calor específico de . ¿Cuál es, aproximadamente, el peso atómico del metal? ¿A partir de la tabla de pesos atómicos se podría adivinar cual podría ser este metal?

peso A = = 40 gr/mol ; en este caso seria el calcio

13.- A partir del conocido peso atómico del níquel , ¿Cuál se estimaría que seria su calor específico?

Ce = = 0.102 cal/gr ºC

14.- ¿Cuántos ergios se requieren para elevar en la temperatura de 1 molécula de agua?

1 molécula de H2O ( ) ( ) = 2.98 x 10-23 grs

Cal = (2.98 x 10-23 grs)(1 cal/gr°c)( 1°C) = 2.98 x 10-23 cal

2.98 x 10-23cal () = 1.24 x 10-15 ergios

15.- Calcúlese el calor de las siguientes reacciones (Empleando los valores de de la tabla )

a)

calor = 2(-7.4) – (2(21.5)) ] = – 14.8 – 43 = – 57.8 kcal / mol

b)

calor = ( 2 (-68.4) – 94.4 ) – ( – 19.1 ) = ( – 136.8 – 94.4 ) + 19.1 = – 231.2 + 19.1 = – 212.1 kcal / mol

c)

1. d)

   calor = – 20.2 – 54.3 = – 74.5 kcal/mol

   e)

   calor = ( 2 ( -101.9 )) – ( 2 ( – 68.4)) = – 203.8 + 136.8 = – 67 kcal/mol

   f)

2. calor = -28 – ( – 68.4) = – 28 + 68.4 = 40.4 kcal/mol

   16.-Para las reacciones siguientes calcúlese el calor de formación del compuesto aislado que en cada caso no aparezca en la lis de la tabla :

   a) (Combustión de la nitroglicerina)

   1. – 1330 = ( – 1132.8 – 88.8 – 684 ) – 4 C3H5(NO3)3

      – 1330 = – 1905.6 – 4 C3H5(NO3)3

      1905.6 – 1330 = – 4 C3H5(NO3)3

      = C3H5(NO3)3

      – 143.9 = C3H5(NO3)3

      b)(fotosíntesis de la fructuosa)

   2. – 1330 = (12( – 94.4) + 12( -7.4) + 10 ( – 86.4)) – 4 C3H5(NO3)3

      676 = C6H12O6 – ( – 566.4 – 410.4 )

      676 = C6H12O6 + 976.8

      676 – 976.8 = C6H12O6

      – 300.8 = C6H12O6

      c)

   3. 676 = C6H12O6 – ( 6 (- 94.4) + 6 ( – 68.4) )

      – 43 = 2 SO3 + 140.4

      – 140.4 – 43 = 2 SO3

      – 183.4 = 2 SO3

      = SO3

      – 91.7 = SO3

      d)

   4. – 43 = 2 SO3 – ( 2 (- 70.2) )
   5. – 30 = ( Na2SO4 + 2 ( – 68.4) – ( 2( – 101.9 ) + ( – 189.8) )
3. Calor = – 189.8 – ( – 5. 2) = – 189.8 + 5.2 = – 184. 6 kcal/mol

– 30 = (Na2SO4 – 136.8 ) – ( – 203.8 – 189.8)

– 30 = (Na2SO4 – 136.8 ) + 393.6

– 393.6 – 30 = (Na2SO4 – 136.8 )

– 423.6+ 136.8 = Na2SO4

– 286.8 = Na2SO4

17.- Para la reacción mostrada en el problema 16 a), ¿Cuántos litros de oxigeno a TPS se necesitan para producir de calor?

500 kcal ( ) ( ) = 92.57 lts de O2

18.- ¿Cuantos de energía calorífica son requeridas por un vegetal para producir de fructuosa (reacción anterior 16 b)?

50 grs de C6H12O6 ( ) ( ) = 187.7 kcal

19.- El calor de evaporación del agua es ¿Cuántas calorías se requieren para vaporizar de agua? ¿Cuál es el calor molar de vaporización del agua]?

calorias = (540 cal/gr) ( 200 gr) = 108000 cal

cma = ( 540 cal/gr ) ( 18 gr/ mol ) = 9720 cal / mol ) = 9.72 kcal / mol

20.- El calor de fusión del hielo es de

a) ¿Cuál es calor molar de fusión del hielo?

1. cmh= ( 80 cal / gr ) ( 18 gr/ mol ) 1440 cal / mol

1. ( 80 cal/gr) ( 500 gr / mol ) = 40000 cal/ mol

2. ¿Cuántas calorías se requieren para fundir de hielo?
3. ¿Cuántas calorías se requieren para formar de agua desde hielo a hasta vapor a

(Para el calor de vaporización véase el problema 19)?

( 50 gr ) ( 80 cal/gr ) = 4000 cal

(50 gr) ( 1 cal/gr °C) ( 100 °C ) = 5000 cal

( 50 gr ) ( 540 cal/gr ) = 27000 cal

Σ = 36000 calorνas

21.- Cuando (gas) y (gas) reaccionan para formar (liquida), se liberan de calor por mol de formada. ¿Seria mas o menos este el valor si usáramos como materiales iniciales liquido y liquido? Explíquese

el valor seria menor porque al encontrarse en estado liquido los reactivos se necesitaría menor energía de combinación

22.- En un motor de automóvil, se queman hidrocarburos líquidos en el aire, para formar (gas) y (gas). ¿Se produciría en la combustión mas o menos energía si el producido se formara en el estado liquido en el lugar del gaseoso? Explíquese.

NOTA: Los calores de combustión de la mayoría de los hidrocarburos corresponden a unos por mol de formada, mientras que el calor de vaporización del agua es .

es mayor la cantidad de calor de combustión del hidrocarburo que el de condensación del agua

23.- Si una persona se pone a dieta para perder peso, ¿Perderá mas o menos peso consumiendo alimentos muy fríos o muy calientes? Explíquese.

al consumir alimentos mas fríos nuestro organismo hace un mayor desgaste de energía que si estos están a temperatura ambiente.

24.- ¿Cuánto trabajo es desarrollado por una persona de , que asciende una montaña hasta una altura de ? (Considérese solo el trabajo en contra de la gravedad) Explíquese la respuesta en pies-lb, en ergios y en Kcal.

( 150 lb) ( 5000 pies ) = 750000 pies – lb

7.5 x 105 pies – lb ( ) = 240000 cal

2.4 x 105 cal ( ) ( ) = 1 x 1013 ergios

25.- La velocidad promedio de una molécula de a es aproximadamente . Calcúlese la energía cinética total de un mol de gaseoso a , en calorías.

EC = = = 3.6 x 1010 ergios ( )= 880.86 cal

Carlos Alberto Lozano Escobedo