Problemas primer parcial Fisicoquimica II

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1. Sea un mol de un gas ideal de calor a volumen constante: C v = 24 + 2.2·10-2T(J·K– 1·mol– 1 se 
calienta el gas de 0 ºC hasta 100 ºC. Se pide: a) Hallar el incremento de energía interna. b) Hallar 
el incremento de entropía si el proceso se realizase a volumen constante 
2. Hallar la expresión de la energía interna para un gas que obedezca a la ecuación de Van der 
Waals (con Cv y Cp constantes) para un mol: 
3. Un mol de gas ideal realiza un proceso isotermo desde un estado inicial caracterizado por la 
temperatura 27 ºC y la presión 10 atmósferas, hasta un estado final en el que ocupa un volumen 
doble del inicial. Hallar los incrementos de energía libre de Helmholtz y de entalpía libre de Gibbs 
que experimenta el gas en este proceso. 
4. Un gas perfecto se comprime isotérmicamente a 300 K desde 2 a 500 atmósferas. Calcular la 
variación de la entalpía libre G y de la energía libre F para un mol de gas. 
5. El punto de ebullición del mercurio bajo la presión normal es 357 ºC y el calor latente de 
vaporización 72.78 cal/g. Se hace hervir 1 Kg de mercurio bajo la presión atmosférica. 
Determinar: 
a. El calor absorbido. 
b. Trabajo realizado por el mercurio contra la presión atmosférica suponiendo que es 
un gas perfecto. 
c. Incremento de energía interna. 
d. Incremento de entalpía. 
e. Incremento de entropía. 
f. Incremento de energía libre de Helmholtz. 
g. Incremento de entalpía libre de Gibbs. 
Dato: r
Hg 
= 13.55 kg/L 
 
6. Determinar el incremento de energía libre de Helmholtz que experimenta un mol de gas ideal 
con cv cuando se lleva desde una situación de equilibrio inicial caracterizado por las variables T0 y 
V0 hasta otro estado de equilibrio final a Tf y Vf. 
7. Se hace una solución disolviendo 22.5 g de Na2CO3 ·10 H2O en agua agregando esta última hasta 
que el volumen total es de 200 cc. La densidad de la solución resultante es 1.040 g/cc. Calcular la 
molaridad, normalidad, la composición centesimal y la fracción molar del Na2CO3, en la solución. 
8. Tres moles de un gas ideal se expanden libremente a 300 K desde un volumen de 100 a otro de 
1,000 litros. (a) Cuáles son los valores de ΔF y ΔA en este proceso. (b)Cuáles son los valores de ΔE, 
ΔH, ΔS, q y w? 
9. El volumen molar del C6H6 (I) es 88.9 cc a 20°C y una atm de presión. Suponiendo que el volumen 
es constante hallar ΔF y ΔA en la compresión de un mol de líquido desde una a cien atmósferas. 
10. Cierto gas obedece a la ecuación PVm = RT + aP + a1P2 donde Vm, es el volumen molar y a, a1 
son constantes dependientes únicamente de la temperatura. ¿Cuál será la expresión de ΔF y ΔA 
cuando un mol de gas se comprime desde P1 a P2 a la temperatura T?. 
11. Un laboratorio requiere de 2000cm3 de una solución anticongelante que consiste de 30% de 
metanol en agua. ¿ Que volúmenes de metanol puro y de agua pura a 25 °C se deben mezclar para 
formar los 2000 cm3 de anticongelante, también a 25°C?. Los volúmenes molares parciales para el 
metanol y el agua en solución de 30% de metanol y sus volúmenes molares de especie pura ambos 
a 25 °C son: Metanol: 𝑉1̅̅̅̅ =38.632 cm3/mol V1=40.727 cm3/mol y Agua : 𝑉2̅̅̅̅ = 17.765 cm3/mol 
V2= 18.068 cm3/mol 
La entalpia de un líquido binario de los componentes 1 y 2 a T y P fijas es: 
H=400X1+600X2+X1X2(40X1+20X2)J/mol 
Determinar expresiones de las entalpias molares parciales como función de X1. Determinar las 
entalpias a diluciones infinitas. 
12. Un grupo de estudiantes encontraron alcohol de laboratorio, que contiene 96 por ciento en 
peso de etanol y 4 por ciento en peso de agua. De modo experimental resolvieron convertir 
2(litros) de este material en vodka, que tiene una composición del 56 por ciento en peso de etanol 
y 44 por ciento en peso de agua. Como deseaban realizar el experimento cuidadosamente, 
investigaron en varios escritos y 'encontraron los siguientes datos de volumen específico parcial de 
mezclas de etanol y agua a 25(° C) y l(atm): 
 En etanol 96% En vodka 
ṼH2O 0,816(cm)3/ (g) 0,953(cm)3 / (g) 
ṼetOH 1,273(cm)3 / (g) 1,243(cm)3 1 (g) 
 El volumen específico del agua a 25(° C) es 1,003(cm)3/(g). ¿Cuántos litros de agua deberán 
agregarse a los 2(litros) de alcohol de laboratorio, y cuántos litros de vodka resultan?. 
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