Guia QMC 100 2016 (1)

Vista previa del material en texto

Practica Nro. 1.- Tema: Gases Resolver los pares. Agosto de 2016 
1.- ¿Cuál es la diferencia entre calor y temperatura? 
2.- Enunciar las leyes de Boyle, Charles, Gay. Lussac, Avogadro y Dalton de las presiones parciales 
3.- ¿A qué se llama presión hiperbárica? 
4.- ¿Por qué es necesario una presurización en el interior de un avión en vuelo? 
5.- ¿En qué zona de la atmosfera se encuentra la capa de ozono? 
6.- En la ley de Charles V/T = K, de que variable depende el valor de K? 
7.- ¿Por qué la densidad de un gas es mucho menor que la de un líquido o un sólido? 
8.- ¿Cuáles son las condiciones normales? o TPE. 
9.- ¿Por qué un litro de aire húmedo, pesa menos que un litro de aire seco? 
10.- ¿Cuál es la diferencia entre difusión y efusión? 
Problemas.- 
1.- A cuantos hPa equivalen 500 mmHg? 
2.- La presión presurizada en el interior de un avión es de 800 torr. ¿Cuál es su valor en atm y mbar? 
3.- Un buzo se sumerge en el mar a 50m de profundidad. Calcular la presión absoluta a esta profundidad. 
4.- Se tiene los siguientes datos para la Ley de Boyle: 
 
V[mL] 20 30 40 50 60 70 80 90 100 
P[hPa] 2559 1705 1279 1023 853 731 639 568 512 
a) Graficar P vs V. P vs 1/V y P·V vs V 
b) Ubicar en la gráfica la isoterma que se tendría en la ciudad de Santa Cruz y Potosí. 
c) Calcular el valor de la constante K. 
5.- Un tanque de 60 L de una movilidad se llena en un surtidor con GNV (gas natural) a 200 bar. ¿Qué 
volumen de GNV se tendrá a 500 torr de presión. La temperatura se mantiene constante. 
6.- Dos garrafas de gas de igual volumen se conectan mediante una manguera. Una esta vacía y la otra 
contiene GLP a 10atm. Calcular la presión final de las dos garrafas al abrir la llave de la garrafa llena. 
7.- Se tiene tres recipientes conectados entre sí de volúmenes: V1=6 L, V2 = 4 L y V3 = 2 L. Las llaves 
R1 y R2 controlan cada recipiente. El recipiente 1 contiene un gas a presión de 4bar. Los otros 
frascos están vacíos. a) Al abrir R1. ¿Cuál es la presión final en el frasco 1 y 2? b) Luego se abre la 
llave R2. ¿Cuál es la presión final en 1, 2, y 3? 
8.- Una muestra de amoniaco gaseoso ejerce una presión de 5,3 atm a 46ºC. ¿Cuál es la presión, cuando 
el volumen del gas se reduce a una décima parte de su valor inicial a la misma temperatura? 
9.- El argón es un gas noble inerte que se emplea en los focos para retrasar la vaporización del filamento. 
Un foco contiene Ar a una presión de 1,2 atm y se calienta hasta 85ºC a volumen constante. Calcular 
la presión final. 
10.- En condiciones de presión constante una muestra de hidrogeno gaseoso con un volumen inicial de 
9,6L a 88ºC se enfría hasta que su volumen final es de 3,4L. ¿Cuál es su temperatura final? 
11.- Una garrafa de gas se encuentra casi vacía a una presión de 500 torr y una temperatura de 10ºC. La 
garrafa se sumerge en agua caliente que se encuentra a 80ºC. Calcular la presión de la garrafa a esta 
temperatura. 
12.- La presión de 6L de un gas ideal en un recipiente flexible se reduce a un tercio de su presión original 
y su temperatura absoluta disminuye a la mitad. ¿Cuál es el volumen final del gas? 
13.- Cierta cantidad de un gas está contenido en un recipiente de vidrio a 25ºC y a una presión de 0,8 atm. 
Suponga que el recipiente soporta una presión máxima de 2 atm. ¿Cuánto se puede elevar la 
temperatura del gas sin que se rompa el recipiente? 
14.- Un globo lleno de gas que tiene un diámetro inicial de 20 cm a 0,8 atm y 15ºC se eleva hasta llegar a 
la estratosfera donde la temperatura es de -25ºC y 3x10-3 atm de presión. Calcular el volumen del 
globo a esta altura. 
15.- Una masa de hidrogeno ocupa un volumen de 250mL en determinadas condiciones. Si su presión se 
triplica y su temperatura absoluta se duplica cuál será su nuevo volumen. 
16.- Un cilindro de acero contiene 25L de helio a 15ºC y 10 atm de presión. ¿Qué cantidad de globos de 
2,5 L de volumen se pueden inflar y a una presión de 500mmHg y 20ºC? 
17.- El oxígeno comprimido se vende en el comercio en cilindros metálicos. Un cilindro de 120 L se llena 
con oxígeno a una presión de 132 atm a 22ºC. a) Calcular la masa de oxígeno en el cilindro. b) ¿Que 
volumen de oxígeno generara este cilindro a 500 mmHg y 15ºC? 
18.- Si 50L de un gas son sometidos a un proceso mediante el cual se duplica su presión y la temperatura 
relativa en ºC disminuye en un tercio, de tal manera que su volumen final resulte 20L. Calcular la 
temperatura inicial y final en ºC. Rpta: t1=409,5ºC; t2=273ºC. 
19.- Dos cilindros de gases están unidos por una manguera con una llave de paso. Un cilindro de 1,2L 
contiene helio a 0,63atm y el otro cilindro de 3,4L contiene neón a 2,8atm. Calcular las presiones 
parciales de cada gas cuando se mezclan ambos componentes. 
20.- Un líquido con una masa de 0,0184 g se introduce en una jeringa inyectando a través de la punta de 
goma con otra jeringa hipodérmica. La jeringa se transfiere a un baño que tiene una temperatura de 
45ºC para evaporar el líquido. El embolo de la jeringa se desplaza hasta marcar un volumen de 5,38 
mL y la presión atmosférica es de 760 mmHg. a) Calcular el peso molecular del compuesto. b) Si la 
fórmula empírica de este compuesto es CH2, determinar su fórmula molecular. 
21.- Un estudiante rompe un termómetro y derrama la mayor parte del mercurio sobre el piso del 
laboratorio cuyas medidas son 15,2×6, 6×2,4 m. a) Calcular la masa de vapor de mercurio en g en la 
habitación a una temperatura de 20ºC. La presión del vapor de Hg a 20ºC es de 1,7x10-6 atm. b) 
Indicar si la concentración de vapor de Hg sobrepasa la norma de calidad del aire de 0,050 mg 
Hg/m3. c) Una manera de limpiar pequeñas cantidades de Hg derramado, consiste en rociar polvo de 
azufre sobre el metal. Sugiera una razón física y química para esta acción. 
22.- El aire que entra a los pulmones termina en finos sacos llamados alveolos. Desde aquí el oxígeno se 
difunde hacia la sangre. El radio promedio de un alveolo es de 0,0050 cm y el aire en su interior 
contiene 14% de oxígeno. Suponiendo que la presión dentro del alveolo 1 atm y la temperatura es de 
37ºC. Calcular el número de moléculas de oxígeno en uno de los alveolos. 
23.- Se obtiene hidrógeno sobre agua en una probeta invertida. El volumen generado es de 70,8mL a 15ºC 
y 500torr de presión atmosférica. Calcular la masa de hidrógeno obtenido cuando h=0 y cuando 
h=5cm de agua sobre el nivel. La presión de vapor de agua a 15ºC es 12,8torr. 
24.- En un día de verano, en una localidad de los Yungas, la presión parcial del vapor de agua es de 
3,9x103 Pa a 30ºC. Calcular la humedad relativa. La presión del agua a 30ºC es 31,82 mm Hg 
25.- Un globo de papel, alcanza una temperatura en su interior de 70ºC al ser calentado el aire con una 
mecha. El aire exterior se encuentra a 10ºC. Calcular la densidad del aire caliente y del aire exterior. 
26.- En la cima del nevado Everest la presión atmosférica es de 210 mmHg y la densidad del aire es 0,426 
Kg/m3. a) Considerando el peso molecular del aire 29 g/mol, calcular la temperatura del aire. b) 
Suponiendo constante la composición volumétrica del aire, calcular la disminución porcentual del 
oxígeno desde el nivel del mar hasta la cima del Everest. 
27.- La composición volumétrica del aire es 21% de oxígeno 78% de N2 y 1% Ar. Calcular la presión 
parcial de estos gases en un recipiente de 2 L de capacidad que contiene 3g de aire a 18ºC. Calcular 
el peso molecular promedio del aire. Rpta.- M del aire 28,96. 
28.- Una persona adulta sana exhala alrededor de 5x102 mL de una mezcla gaseosa en cada respiración. 
Calcular el número de moléculas existentes en este volumen a 37ºC y 1,1 atm. Indicar los 
componentes principales de esta mezcla gaseosa. 
29.- La atmosfera de Venus está constituida de 96,5% de CO2, 3,5% de N2 y 0,015 de SO2 volumétrico. 
Su presión atmosférica estándar es de 9x106 Pa. Calcular las presionesparciales de estos gases. 
30.- La presión atmosférica en la ciudad de Santa Cruz es de 680mmHg y en la ciudad de La Paz 500torr. 
Cuál es la presión de oxígeno en ambas ciudades considerando la misma composición volumétrica. 
31.- Un matraz de 1 litro contiene una mezcla de hidrógeno y de dióxido de carbono a 10ºC y presión total 
de 786mm. Calcular el peso del hidrógeno si el matraz contiene 0,1 g de dióxido de carbono. 
Rpta.- 0,0826 g. 
32.- Una muestra de aire está saturada en un 50% con vapor de agua a 30ºC y se halla a una presión de 
700. ¿Cuál será la presión parcial del vapor de agua si la presión del gas se reduce a 100 mm? La 
presión de vapor de agua a 30ºC es 31,8mm. Rpta.- 2,27mm. 
33.- Se recogen 285 cm3 de nitrógeno sobre mercurio a -10ºC y presión de 778 mm. Calcular el volumen 
que obtendremos al recogerlo sobre agua a 40ºC y presión de 700 mm. La presión de vapor de agua a 
40ºC es 55,3 mm. Rpta.- 409,2 cm3. 
34.- Calcular la densidad relativa del CO2, CO, NH3 y SO2 e indicar cuál es el gas más liviano respecto al 
aire. 
35.- 0,350 g de una substancia volátil se transforman en vapor en un aparato Victor Meyer. El aire 
desplazado ocupa 65,8 cm3 medidos sobre agua a 40ºC y a una presión total de 748mm. ¿Cuál es el 
peso molecular de dicha substancia? La presión de vapor del agua a 40ºC es 55,3mm. Rpta.- 1498. 
36.- En 2 minutos 29,7 mL de helio se efundieron a través de un pequeño orificio. En las mismas 
condiciones de presión y temperatura 10 mL de una mezcla de CO y CO2 se efunden a través del 
orificio en la misma cantidad de tiempo. Calcular la composición de la mezcla en %. 
37.- En una piscina olímpica, una burbuja de aire duplica su volumen al ascender desde el fondo de la 
piscina a la superficie a una temperatura constante de 15 ºC y presión atmosférica de 500 torr a) 
Calcular la profundidad de la piscina. b) calcular la presión que soporta la burbuja en el fondo. 
38.- Una vasija abierta cuya temperatura es de 10 ºC se calienta a presión constante hasta 400 ºC. 
Calcular el porcentaje del volumen de aire inicialmente contenido en la vasija que es expulsado 
 Rpta-. 58 % 
39.- Si la densidad de un gas ideal es de 0,256 g/L a una presión manométrica de 20 kPa y 104 ºF, 
calcular su densidad en condiciones normales. Rpta. 0,245 g/L 
40.-. La densidad relativa de un gas desconocido respecto del aire a 0 ºC y 2 atm es de 1,55. Calcular el 
peso molecular del gas. La densidad del aire en las condiciones especificadas es de 2,53 g/L 
 Rpta.- 43,87 g/mol 
41.- cierto gas se encuentra a50 ºF, Si su volumen disminuye en un 45% y su presión se reduce a la 
cuarta parte. Calcular a) La temperatura final del gas en ºC 
42.- Un mezcla de helio y neón gaseoso se recolecto sobre agua a 28 ºC y 745 mmHg. Si la presión 
parcial del helio es de 368 torr, calcular la presión parcial del neón. La presión de vapor de agua a 28 
ºC es de 28.3 torr- Rpta.- 349 torr 
43.- Un matraz de 2,5 L a 15 ºC contiene una mezcla de Nitrógeno. Helio y neón a presión parciales de 
0,32 atm para N2, 0,15 atm para He y 0,42 atm para Ne. a) Calcular la presión toral de la mezcla b) 
calcular el volumen en litros en condiciones normales que ocuparan el He y el Ne si el N2 se elimina 
selectivamente. Rpta.´a) 0,89 atm b) 1,4L 
44.- si 50 L de un gas son sometidos a un proceso mediante el cual, se duplica su presión y la temperatura 
relativa disminuye en un tercio, de tal manera que su volumen final resulte 20 L. Calcular la 
temperatura inicial y final en ºC. Rpta.- t1 = 409,5 ºC y t2 = 273 ºC