Deber de Teoría Cinética Molecular

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DEBER DE FISICOQUÍMICA 1
1. La Cms del CH4 es 846 m/s, cuál es la temperatura del gas?
2. Compare los valores de las raíces de la rapidez cuadrática media del O2 y del UF6 a 65°C, y comente.
3. La temperatura en la estratósfera es de -23°C, calcular para las moléculas de N2, O2 y O3, las raíces de la velocidad cuadrática media, las velocidades promedio y las velocidades más probables.
4. Los experimentos a ultra-vacío se realizan comúnmente a una presión total de 1xE(-10) Torr, calcular la trayectoria media libre de las moléculas de N2 a 350K, en estas condiciones.
5. Compare en número de colisiones y la trayectoria media libre de las moléculas de aire:
a. A nivel del mar, T=300K, densidad 1,2 g/L
b. En la estratósfera, T= 250K, densidad 5,0 E(-3)g/L
Se considera que la masa molar del aire es de29 g/mol y que el diámetro de colisión mide 3,72A°.
1. En 2 min se efunden 29.7 ml de He a través de un orificio pequeño. En las mismas condiciones de temperatura y presión, 10 ml de una mezcla de CO y CO2, se efunden a través de un orificio en el mismo período. Calcular la composición de la mezcla en porcentaje en volumen. (Chang)
2. Calcular cuántas moléculas de nitrógeno chocan contra 1 cm2 de superficie cada segundo a 300 K y 1 atm. Se conoce que la densidad = 2,5x1019 moléculas.cm-3 (Caparelli)
3. Se tienen dos recipientes de igual volumen, uno conteniendo H2(g) y otro O2(g),ambos a la presión inicial de 1 atm a 300 K. El volumen del recipiente es de 1 L. Calcule el tiempo requerido para que el número de moléculas en cada recipiente se reduzca a la mitad de la inicial por el mecanismo de efusión sin que las moléculas que salen puedan retornar a su interior. El área de la abertura en cada recipiente es de 0,01 cm2. (Caparelli)
Los siguientes ejercicios son de Laidler:
4. Un gas A tarda 2.3 veces más en experimentar efusión a través de un orificio, que la misma cantidad de nitrógeno. ¿Cuál es la masa molar del gas A?
5. Exactamente 1 dm3 de nitrógeno a presión de 1 bar, tarda 5.80 minutos en experimentar efusión a través de un orificio. ¿Cuánto tardará el He para experimentar efusión en las mismas condiciones?
6. ¿Cuál es la energía cinética total de 0.50 mol de un gas mono atómico ideal confinado a 8.0 dm3 a 200 kPa?
7. Se mantiene nitrógeno gaseoso a 152 kPa en un recipiente de 2.00 dm3 a 298.15 K. Si su masa molar es 28.0134 g /mol calcule:
a) La cantidad de N2 presente.
b) El número de moléculas presentes.
e) La media de la raíz cuadrada de la velocidad de las moléculas.
d) La energía cinética traslacional promedio de cada molécula.
e) La energía cinética traslacional total del sistema.
8. ¿Por qué factor se modifica la media de la raíz cuadrada de las velocidades cuando un gas se calienta de 300 K a 400 K?
9. El diámetro de colisión del N2 es 3.74 x 10-10 m a 298.15 K Y 101.325 kPa. Su velocidad promedio es 474.6 m/s, Calcule la trayectoria libre media, el número promedio de colisiones ZA que experimenta una molécula en la unidad de tiempo, y el número promedio de colisiones ZAA por volumen unitario por unidad de tiempo para el N2.
10. Exprese la trayectoria libre media de un gas en términos de las variables presión y temperatura, que se miden con más facilidad que el volumen. 
11. Calcule ZA y ZAA para el argón a 25°C y una presión de 1.00 bar empleando el valor d = 3.84 X 10-10 m obtenido por mediciones de cristalografia de rayos X.
12. Calcule la trayectoria libre media del AI a 20°C y 1.00 bar. El diámetro de colisión es d = 3.84 X 10-10 m.
13. El hidrógeno gaseoso tiene un diámetro de colisión molecular de 0.258 nm. Calcule la trayectoria libre media del hidrógeno a 298.15 K y a) 133.32 Pa, b) 101.325 kPa y c) 1.0 X 108 Pa. 
14. En el espacio interestelar se estima que existe hidrógeno atómico a la concentración de una partícula por metro cúbico. Si el diámetro de colisión es 2.5 x 10-10m, calcule la trayectoria libre media A. La temperatura del espacio interestelar es 2.7 K.
15. En un recipiente de 0.8 m3, se encuentran confinados 0.03 mol de Ar y 0.06 mol de He, la presión atmosférica es de 0.9 atm, la temperatura de 30°C, calcular:
a. El número de colisiones promedio ZA tanto para el Ar como para el He por unidad de tiempo
b. ZAB el número de colisiones promedio por volumen unitario por unidad de tiempo
c. La trayectoria media libre del He que se mueve entre moléculas de Ar.
16. Determine la cantidad de moléculas de N2 que se encuentran entre velocidades de 422, 023m/s y 422,085 m/s, si se encuentran a una temperatura de 350 K y se trata de 3,3 mol de N2.
17. Determine la cantidad de moléculas de NH# que se encuentran entre energías cinéticas de 780, 0098 Joul y 780,0124 joul, si son 4 mol a temperatura de 800 K.