PROBLEMAS RESUELTOS

"Todos vivimos bajo un mismo techo, pero no tenemos el mismo horizonte."

Konrad Adenauer

1. Un mol de gas ideal se comprime a presión constante de 2 atm. La temperatura cambia de 100 ºC a 25 ºC.

a) ¿Cuál es el valor del trabajo?

b) Si Cv = 3 cal / K·mol, calcular Q, DE y DH.

Solución:

a) Se trata de una expansión contra una presión de oposición constante. Necesitamos primero los valores de los volúmenes inicial y final.

De la fórmula del Gas Ideal: PV = nRT, V1 = (1) (0.082) (373) / 2 = 15.3 lt/mol.

V2 = (1) (0.082) (298) / 2 = 12.2 lt.

W = (2 atm) (12.2 - 15.3) lt = - 6.2 lt atm

Para convertir los lt atm en calorías, multiplicamos por R en calorías (2) y dividimos por R en lt atm (0.082):

(-6.2 lt atm) (2 cal /mol K) / (0.082 lt atm / mol K) = - 151.22 cal.

b) Cp = Cv + R = 3 + 2 = 5 cal / K mol

Qp = ΔH = n Cp ΔT = (1mol) (3 cal /mol K) (298 - 373) K = - 375 cal/mol

ΔE = n Cv ΔT = (1mol) (3cal / molK) (298 - 373) = - 225 cal.

2.- Considerando los calores de combustión de las siguientes reacciones a 20 ºC, calcular en las mismas condiciones, el cambio de entalpía (H) para la siguiente reacción:

CH3CH3 + H2 = 2CH4

Reacción

DH (kcal / mol)

1.

CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l)

- 212.8

2.

CH3CH3(g) + 7/2 O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l)

- 372.8

3.

H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)

- 68.4

Solución:

La entalpía de la reacción es la suma algebraica:

2. CH3CH3(g) + 7/2 O2(g) = 2CO2(g) + 3H2O(l)

3. H2(g) + 1/2O2(g) = H2O(l)

CH3CH3(g) + H2(g) + 9/2O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(l)

- 2(1): 2CO2(g) + 4H2O(l) = 2CH4(g) + 4O2(g)

CH3CH3 + H2 = 2CH4

Sustituyendo valores: DH2 + DH3 – 2DH1 = 372.8 + - 68.3 – 2(-212.8) = - 15.6 kcal / mol