Física ? Ejercicios (página 2)

3.-Efectúense las siguientes conversiones en las
escalas de temperaturas:

a) a

150 °C + 273 = 423 K

b) a
(Cero
absoluto)

0 K – 273 = -273 °C ; 1.8 ( – 273 ) + 32 = –
459.4 °F

c) a

0 – 273 = -273 °C

d) a

1000 K – 273 = 727 °C

e) a

500 K – 273 = 227 °C; 1.8 ( 227) + 32 = 440.6
°F

f) – a

1.8 ( -40) + 32 = – 40 °F

g) – a

= –
73.3 °C ; – 73.3 + 273 = 199.7 K

h) a

50 + 459.6 = 509.6 °R

i) a

1. j) a

   1.8 ( 500) + 32 = 932 °F ; 932 + 459.6= 1391.6
   °R

   k) a

2. 10 – 459.9 = – 449.6 °F
3. 90 – 459.6 = – 369.6 °F ;

= – 223.1 °C ; -223.1 + 273 = 49.9 K

5.- ¿Cuándo la temperatura de
un cuerpo aumenta en , ¿A qué corresponde este aumento en ? En ?

6.-A partir de la tabla VII, calcúlese el
número de calorías requerido para elevar la
temperatura de g
de cobre desde
hasta .

Cal = ( 40 grs)( 0.092 cal/gr°c)( 50°c) = 184
cal

7.- ¿Cuántas calorías se requieren
para elevar la temperatura de una lb de agua desde
hasta el punto
de ebullición?

CAL = ( 454 GRS)( 1 CAL/GR°C)( 100°C) = 45400
CAL

8.- Calcúlese el calor específico del agua
en unidades de

(
) ( ) ( ) = = 1.05 X
1010 ergios/lb ºF

9.- Suponiendo que no cambia el valor
especifico del hierro
calcúlese cuanta calorías si deberían ser
eliminadas para enfriar un mol Fe partiendo de hasta

Cal = ( 55.847 grs)(0.107 cal/gr°c)( – 248°C)
= – 1481.95 cal

10.- ¿Cuál requerirá más
energía para separarse en sus moléculas
individuales, una sustancia a temperatura elevada o la misma
sustancia a una temperatura mas baja? Explíquese el
razonamiento

Para ponerla a una temperatura, porque una sustancia
gasta mas energía al bajar de temperatura

11.- Se necesita 80 cal para elevar en la temperatura de
de lana.
¿Cuál es el calor específico de la
lana?

Ce= = 0.25 cal/gr °C

12.- Un metal desconocido tiene un calor
específico de . ¿Cuál es, aproximadamente, el peso
atómico del metal? ¿A partir de la tabla de pesos
atómicos se podría adivinar cual podría ser
este metal?

peso A = = 40 gr/mol ; en este caso seria el calcio

13.- A partir del conocido peso atómico del
níquel ,
¿Cuál se estimaría que seria su calor
específico?

Ce = = 0.102 cal/gr ºC

14.- ¿Cuántos ergios se requieren para
elevar en la
temperatura de 1 molécula de agua?

1 molécula de H2O ( ) ( ) = 2.98 x
10-23 grs

Cal = (2.98 x 10-23 grs)(1 cal/gr°c)(
1°C) = 2.98 x 10-23 cal

2.98 x 10-23cal () = 1.24 x 10-15
ergios

15.- Calcúlese el calor de las siguientes
reacciones (Empleando los valores de
de la tabla
)

a)

calor = 2(-7.4) – (2(21.5)) ] = – 14.8 –
43 = – 57.8 kcal / mol

b)

calor = ( 2 (-68.4) – 94.4 ) – ( – 19.1 ) =
( – 136.8 – 94.4 ) + 19.1 = – 231.2 + 19.1 = – 212.1 kcal /
mol

c)

1. d)

   calor = – 20.2 – 54.3 = – 74.5
   kcal/mol

   e)

   calor = ( 2 ( -101.9 )) – ( 2 ( – 68.4)) = –
   203.8 + 136.8 = – 67 kcal/mol

   f)

2. calor = -28 – ( – 68.4) = – 28 + 68.4 = 40.4
   kcal/mol

   16.-Para las reacciones siguientes calcúlese
   el calor de formación del compuesto aislado que en
   cada caso no aparezca en la lis de la tabla :

   a)
   (Combustión de la
   nitroglicerina)

   1. – 1330 = ( – 1132.8 – 88.8 – 684 )
      – 4
      C3H5(NO3)3

      – 1330 = – 1905.6 – 4
      C3H5(NO3)3

      1905.6 – 1330 = – 4
      C3H5(NO3)3

      =
      C3H5(NO3)3

      – 143.9 =
      C3H5(NO3)3

      b)(fotosíntesis de la
      fructuosa)

   2. – 1330 = (12( – 94.4) + 12( -7.4) + 10 ( – 86.4))
      – 4
      C3H5(NO3)3

      676 =
      C6H12O6 – (
      – 566.4 – 410.4 )

      676 =
      C6H12O6 +
      976.8

      676 – 976.8 =
      C6H12O6

      – 300.8 =
      C6H12O6

      c)

   3. 676 =
      C6H12O6 – (
      6 (- 94.4) + 6 ( – 68.4) )

      – 43 = 2 SO3 +
      140.4

      – 140.4 – 43 = 2
      SO3

      – 183.4 = 2
      SO3

      
      = SO3

      – 91.7 = SO3

      d)

   4. – 43 = 2 SO3 – ( 2
      (- 70.2) )
   5. – 30 = (
      Na2SO4 + 2 ( – 68.4) – (
      2( – 101.9 ) + ( – 189.8) )
3. Calor = – 189.8 – ( – 5. 2) = – 189.8 + 5.2 = –
   184. 6 kcal/mol

– 30 = (Na2SO4 –
136.8 ) – ( – 203.8 – 189.8)

– 30 = (Na2SO4 –
136.8 ) + 393.6

– 393.6 – 30 =
(Na2SO4 – 136.8 )

– 423.6+ 136.8 =
Na2SO4

– 286.8 = Na2SO4

17.- Para la reacción mostrada en el problema 16
a), ¿Cuántos litros de oxigeno a TPS
se necesitan para producir de calor?

500 kcal ( ) ( ) = 92.57 lts de O2

18.- ¿Cuantos de energía calorífica son requeridas
por un vegetal para producir de fructuosa (reacción anterior 16
b)?

50 grs de
C6H12O6 ( ) ( ) = 187.7
kcal

19.- El calor de evaporación del agua es

¿Cuántas calorías se requieren para
vaporizar de
agua? ¿Cuál es el calor molar de
vaporización del agua]?

calorias = (540 cal/gr) ( 200 gr) = 108000
cal

cma = ( 540 cal/gr ) ( 18 gr/ mol ) = 9720 cal / mol )
= 9.72 kcal / mol

20.- El calor de fusión del
hielo es de

a) ¿Cuál es calor molar de fusión
del hielo?

1. cmh= ( 80 cal / gr ) ( 18 gr/ mol ) 1440 cal /
   mol

1. ( 80 cal/gr) ( 500 gr / mol ) = 40000 cal/
   mol

2. ¿Cuántas calorías se requieren
   para fundir de
   hielo?
3. ¿Cuántas calorías se requieren
   para formar de
   agua desde hielo a hasta vapor a

(Para el calor de vaporización véase el
problema 19)?

( 50 gr ) ( 80 cal/gr ) = 4000 cal

(50 gr) ( 1 cal/gr °C) ( 100 °C ) = 5000
cal

( 50 gr ) ( 540 cal/gr ) = 27000 cal

Σ = 36000
calorνas

21.- Cuando (gas) y
(gas)
reaccionan para formar (liquida), se liberan de calor por mol de formada. ¿Seria
mas o menos este el valor si usáramos como materiales
iniciales
liquido y
liquido? Explíquese

el valor seria menor porque al encontrarse en estado
liquido los reactivos se necesitaría menor
energía de combinación

22.- En un motor de
automóvil, se queman hidrocarburos
líquidos en el aire, para formar
(gas) y
(gas).
¿Se produciría en la combustión mas o menos
energía si el producido se formara en el estado
liquido en el lugar del gaseoso? Explíquese.

NOTA: Los calores de combustión de la
mayoría de los hidrocarburos corresponden a unos por mol de formada, mientras que el
calor de vaporización del agua es .

es mayor la cantidad de calor de combustión del
hidrocarburo que el de condensación del agua

23.- Si una persona se pone a
dieta para perder peso, ¿Perderá mas o menos peso
consumiendo alimentos muy
fríos o muy calientes? Explíquese.

al consumir alimentos mas fríos nuestro
organismo hace un mayor desgaste de energía que si estos
están a temperatura ambiente.

24.- ¿Cuánto trabajo es
desarrollado por una persona de , que asciende una montaña hasta una
altura de ?
(Considérese solo el trabajo en
contra de la gravedad) Explíquese la respuesta en pies-lb,
en ergios y en Kcal.

( 150 lb) ( 5000 pies ) = 750000 pies –
lb

7.5 x 105 pies – lb ( ) = 240000 cal

2.4 x 105 cal ( ) ( ) = 1 x 1013 ergios

25.- La velocidad
promedio de una molécula de a es aproximadamente . Calcúlese la energía
cinética total de un mol de gaseoso a , en
calorías.

EC = = = 3.6 x 1010 ergios
( )= 880.86
cal

Carlos Alberto Lozano Escobedo