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.

Calcular la potencia necesaria para comprimir hasta una presión de 5 kg/cm² 10 m³/h de aire tomado inicialmente a la presión de 760 mm de Hg y a 27 ^oC: a) cuando la compresión es isoterma; b) cuando la compresión es adiabática (γ=1.4). Se considera el aire como un gas perfecto.
Tómese 1 atm=1 kg/cm²=101324.72 N/m².

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Cien litros de oxígeno a 20 ^oC se calientan a volumen constante, comunicando 2555 calorías. Calcular el incremento de la presión en pascales. Se conoce c_v=5 cal/molK; R=2 cal/molK.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Un tanque contiene 2.73 m³ de aire a una presión P₁=24.6 atm. El aire se enfría hasta que su presión sea P₂=14 atm. Se conoce γ=1.41. ¿Cuál será la disminución de su energía interna? Tómese 1 atm=101324.72 N/m².

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Estimar la capacidad calorífica molar C_v: a) para el gas Ne; b) para el gas N ₂; c) para el Pb (en todos los casos a 400 K).

Cuestion de Teoría Cinética de los Gases.