Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Trabajo hecho por un cilindro

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Trabajo hecho por el cilindro

Química de Chang

(10ed). Práctica 6.2. Un gas se expande de 264 mL a 971 mL a temperatura constante.
Calcula el trabajo realizado (en julios) por el gas si se expande: (a) contra un vacío, y (b) contra una presión constante de 4.00 atm. [chang.10ed.pr.6.2]

(10ed). Problema 6.15 Una muestra de gas nitrógeno se expande en volumen de 1.6 L a 5.4 L a temperatura constante. Calcula el trabajo realizado en julios si el gas se expande: (a) contra un vacío, (b) contra una presión constante de 0.80 atm, y (c) contra una presión constante de 3.7 atm. [chang.10ed.6.15]

(10ed). Problema 6.16 Un gas se expande en volumen de 26.7 mL a 89.3 mL a temperatura constante. Calcula el trabajo realizado (en julios) si el gas se expande: (a) contra un vacío, (b) contra una presión constante de 1.5 atm, y (c) contra una presión constante de 2.8 atm. [chang.10ed.6.16]

Química de Brown

(15ed). Muestra 5.2. Se quema un combustible en un cilindro equipado con un pistón. El volumen inicial del cilindro es de 0.250 L y el volumen final es de 0.980 L. Si el pistón se expande contra una presión constante de 136.8 kPa, ¿cuánto trabajo (en julios) se realiza? [brown.15ed.m.5.2]

(15ed). Práctica 5.2. Calcula el trabajo, en julios, si el volumen de un sistema se contrae de 1.55 L a 0.85 L a una presión constante de 99.8 kPa. [brown.15ed.p.5.2]

(15ed). Problema 5.71. ¿Cuánto trabajo (en julios) se realiza en una reacción química si el volumen disminuye de 33.6 L a 11.2 L contra una presión constante de 90.5 kPa? [Brown.15ed.5.71]

Química de Zumdahl

(15ed). Ejemplo 6.2 Calcula el trabajo asociado con la expansión de un gas desde 46 L hasta 64 L a una presión externa constante de 15 atm. [zumdahl.10ed.e.6.2]

(15ed). Problema 40 Un pistón realiza un trabajo de 210 L·atm sobre el entorno, mientras el cilindro en el que se encuentra se expande de 10. L a 25 L. Al mismo tiempo, se transfieren 45 J de calor desde el entorno al sistema. ¿Contra qué presión estaba trabajando el pistón? [zumdahl.10ed.6.40]

Energía interna del cilindro

Química de Zumdahl

Demostración. Obtener un teorema que permita calcular la energía interna del cilindro cuando este realiza trabajo contra una presión externa. [Demostración] [Imagen]

(15ed). Ejemplo 6.3 Un globo está siendo inflado hasta su máxima capacidad mediante el calentamiento del aire en su interior. En las etapas finales de este proceso, el volumen del globo cambia de 4.00 × 10⁶ L a 4.50 × 10⁶ L mediante la adición de 1.3 × 10⁸ J de energía en forma de calor. Suponiendo que el globo se expande contra una presión constante de 1.0 atm, calcula ΔE para el proceso. (Para convertir entre L·atm y J, usa 1 L·atm = 101.3 J). [zumdahl.15ed.e.6.3]

(15ed). Problema 38.b Calcula el cambio de energía interna para el siguiente caso: Un pistón se comprime desde un volumen de 8.30 L a 2.80 L contra una presión constante de 1.90 atm. En el proceso, hay una ganancia de calor por parte del sistema de 350 J. [zumdahl.10ed.6.38.b]

(15ed). Problema 38.c Calcula el cambio de energía interna para el siguiente caso: Un pistón se expande contra una presión de 1.00 atm desde 11.2 L hasta 29.1 L. En el proceso, se absorben 1037 J de calor. [zumdahl.10ed.6.38.c]

Trabajo de un sistema no rígido

Demostración. Demuestre un teorema que permita calcular el trabajo de un sistema no rígido. donde hay un cambio de volumen y un cambio de presión de forma tal que la presión final es igual a la presión externa. [Demostración] [Imagen]

Química de Zumdahl

(15ed). Problema 6.39 Una muestra de gas ideal a 15.0 atm y 10.0 L se deja expandir contra una presión externa constante de 2.00 atm a temperatura constante. Calcula el trabajo, en kJ, para la expansión del gas. (Sugerencia: aplica la ley de Boyle). [zumdahl.10ed.6.39]