Teoría Cinética de los Gases

Se tienen 56 g de nitrógeno (peso molecular 28 g/mol) que están a una temperatura de 27 ^oC. Se pide calcular: a) la energía cinética total de sus moléculas (R=0.082 atml/Kmol=8.31 J/molK); b) si esa energía cinética se convirtiera totalmente en trabajo en 30 s, ¿cuántos caballos de vapor desarrollarían? c) Suponiendo que la masa de nitrógeno ocupa un volumen de 10 l a la citada temperatura, ¿qué presión ejercerá?
1 C.V.=746 W

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Significado físico de la ley de distribución de velocidades. Explica los parámetros característicos de esta función.

Cuestion de Teoría Cinética de los Gases.

Se sabe que en un cristal de cloruro sódico la malla elemental es un cubo cuya arista vale 5.63 Å a 20 ^oC y que contiene cuatro átomos de cloro y cuatro de sodio. La densidad del cloruro sódico a esa temperatura es 2.1632 g/cm³. La masa atómica del cloro es 35.457 g/mol y la del sodio 22.997 g/mol. Calcular el número de Avogadro.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Demostrar la relación c_p=c_v+R para un gas ideal monoatómico. Cómo se modifica esta expresión para un gas ideal diatómico?

Cuestion de Teoría Cinética de los Gases.

El calor de vaporización del agua bajo la presión normal es 539.55 cal/g a 100 ^oC. Calcular para una molécula: a) la energía cinética media; b) la energía que gasta para escapar del líquido. Constante de los gases perfectos: R=8.31 J/molK; número de Avogadro: 6.023·10²³ moléculas/mol.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Se lleva un gas ideal de una temperatura inicial T_i a una temperatura final mayor T_f, a lo largo de dos caminos reversibles diferentes que parten del mismo punto en un diagrama PV: el camino A es a presión constante; el camino B es a volumen constante. ¿Cómo será la relación entre las variaciones de entropía para estos dos caminos: a) ΔS_A > ΔS_B; b) ΔS_A=ΔS_B; c) ΔS_A > ΔS_B? Justifique la respuesta.

Cuestion de Teoría Cinética de los Gases.

Suponiendo que la temperatura máxima de la superficie de la Luna sea de 150 ^oC, demostrar que es imposible que nuestro satélite pueda tener una atmósfera de hidrógeno. Datos: radio de la Luna: 0.27R_T; radio de la Tierra (R_T): 6370 km; masa de la Luna: 0.012M_T; masa de la Tierra (M_T): 6·10²⁴ kg; constante de gravitación universal: 6.67·10^-11 N·m²/kg²; constante de Boltzmann: 1.381·10^-23 J/K; masa del átomo de hidrógeno: 1.6725·10^-24 g.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Un décimo de mol de un gas perfecto se encuentra en la parte inferior del recipiente de la figura. El pistón tiene una superficie de 50 cm², pesa 100 kg y se encuentra situado a una altura h, siendo la temperatura inicial de 273 K. Se calienta el gas y el pistón sube 10 cm. Calcular la altura h, la temperatura final, la variación de energía interna y el calor suministrado.
Tómese c_v=5 cal/molK; 1 atm=1 kg/cm²; constante de los gases perfectos: R=2 cal/molK

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

La figura representa un cilindro con paredes térmicamente aislantes, con un émbolo central móvil sin rozamiento y también aislado térmicamente. A cada lado del émbolo hay 54 l de un gas perfecto cuyo calor específico a presión constante es c_p=4 cal/molK, a la presión de 1 atm y 0 ^oC. Mediante una resistencia eléctrica se suministra calor al gas del lado izquierdo; esta porción de gas se expande y comprime la de la derecha hasta que su presión resulta ser 7.29 atm. Calcular: a) temperatura final del gas de la izquierda; b) trabajo realizado sobre el gas de la derecha, teniendo en cuenta que este gas por estar totalmente aislado no puede intercambiar calor; c) calor suministrado al gas de la izquierda. Constante de los gases perfectos: R=2 cal/molK; 1 atm=101324.72 N/m².

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

El volumen cilíndrico de la figura, de sección constante S=1 m², consta de dos cámaras A y B separadas entre sí por un pistón que a su vez va unido mediante un resorte lineal de constante elástica k=3 N/m a otro pistón provisto de un vástago. El compartimento A contiene helio y el B nitrógeno molecular. La superficie lateral del cilindro es impermeable al calor, lo mismo que los pistones, pero en cambio la base del rectángulo que limita el compartimento B es perfectamente permeable al calor. Inicialmente los dos compartimentos tienen el mismo volumen V_o=2 m³ y la misma presión P_o=10⁵ N/m², siendo su temperatura inicial también la misma e igual a la temperatura constante de la atmósfera exterior. Muy lentamente se va desplazando el vástago hacia la derecha hasta llegar a un estado final en el que la presión en el compartimento A duplica su valor inicial. Sabiendo que los dos pistones se pueden mover sin ningún rozamiento a lo largo del cilindro y que el resorte está inicialmente descargado, se desea calcular el trabajo mecánico que es preciso realizar para hacer esa transformación.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.