Titulo de problemas para poder resover, Exámenes de Química

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TALLER DE REPASO:

Unidades 3 y 4

Dentro de la termodinámica, una consecuencia de la ley de la conservación de la energía es la

llamada Primera Ley de la Termodinámica, la cual establece que la variación de la Energía interna

de un sistema es igual a la suma de la energía transferida en forma de calor y la energía

transferida en forma de trabajo

∆U = q + w

q = energía transferida en forma de calor w= energía transferida en forma de trabajo Primera Ley de la Termodinámica Podemos concluir que la variación de energía interna de un sistema, es igual a la suma del intercambio de calor entre el sistema y los alrededores y el trabajo realizado por (o sobre) el sistema. Para seguir adelante con la primera Ley de la Termodinámica debemos familiarizarnos con la Convención de Signos.

PROBLEMAS PROBLEMA 1. Se tiene un gas a la presión de 6. 8 atm de presión absoluta encerrado en un cilindro por medio de un pistón el mismo que esta sujeto por un pasador. El volumen que ocupa el gas es de 5. 66 l. Se quita el pasador y se deja que el pistón se mueva hasta que el gas ocupa un volumen de 11. 33. Suponiendo que no hay transferencia de calor entre el sistema y el medio externo que esta a una presión de 1 atm. Calcular: a) La ∆U del sistema b) La ∆H del sistema

PROBLEMAS a) P = 6.8 atm V1=5.66 l V2=11.33 l q= ∆U = q + w q = 0 , no hay transferencia de calor ∆U = w w = - P∆V ∆U = - P∆V ∆U = - 1 atm (11.33-5.66 l)

∆U = - 5.67 atm - l

PROBLEMAS PROBLEMA 2. ¿Cual será el trabajo desarrollado por el gas y cual la ∆U , si suponemos que todo el aparato en conjunto esta en el vacío? ∆U = q + w w = - P∆V Pero P externa = 0 - > w = 0 q = 0 , no hay transferencia de calor ∆U = 0

Estos intercambios se cuantifican a partir de los calores latentes de cambio de

estado

Por ejemplo Qvap, expresado en J/mol, representaría la cantidad de calor necesaria para vaporizar un mol de una sustancia. Q = n Qcambio estado

Cambios de estado

PROBLEMAS

PROBLEMA 2. Calcular el calor necesario involucrado al descender la temperatura de 5 moles de agua desde 589 °K hasta 298 °K. Si la Cp promedio del vapor de agua es 8. 22 cal/mol °K. La capacidad calorífica del agua líquida a presión constante es de 18. 02 cal/mol °K. Considerar P=cte ( 1 atm)

PROBLEMAS

T1 ( 588 °K ) (315.85 °C)

T2 ( 298 °K ) (24.85 °C)

T ( 373.15°K ) (100 °C)

H 2 O Vapor H 2 O Líquida

T1 ( 588 °K ) (315.85 °C)

T2 ( 298 °K ) (24.85 °C)

T ( 373.15°K ) (100 °C) ∆H (^) condensación H 2 O Vapor (Cp = 8.22 cal/mol°K) H 2 O Líquida (Cp = 18.02 cal/mol°K)

∆HA

∆HB

PROBLEMAS

∆HTOTAL =^ ∆HA +^ ∆HCONDENSACION +^ ∆HB

CALCULO DE ∆HA (589 °K  373.15 °K)

∆HA = Cp m (373.15 – 589) °K) ∆HA = 8.22 cal x 5 mol (373.15 – 589) °K mol °K ∆HA = - 8871.435 cal

PROBLEMAS

CALCULO DE ∆HCONDENSACION (373.15 °K)

∆HCONDENSACION = ∆HCONDENSACION m ∆HCONDENSACION =^ -^9703 .3^2 cal^ x 5^ mol mol ∆HCONDENSACION = - 48 5 16.6 cal 2676 - 419 = 2257 KJ = 9703.32 cal Kg mol

PROBLEMAS

CALCULO DE ∆HB (373.15 °K  298 °K)

∆HB = Cp m (298 - 373.15) °K) ∆HB = 18.02 cal x 5 mol (298 - 373.15) °K mol °K ∆HB = - 6771.02 cal

Calderos

Pirotubular (^) Aquotubular

Tratamiento de agua para calderas

A la hora de llevar a cabo un tratamiento de agua para calderas, la principal tarea a tener en cuenta es evitar por encima de todo las incrustaciones, la corrosión en la caldera y la corrosión en la zona de condensación.

Las incrustaciones en las calderas se ocasionan cuando el agua

de alimentación no ha sido tratada del modo correcto. Pueden

provocar sobrecalentamientos locales en la caldera, originando

fracturas en las tuberías y formación de sarro, lo cual conlleva,

sin duda, a un importante aumento del consumo de energía.

La corrosión es un ataque químico que se produce en las

superficies metálicas, ocasionando la pérdida final de la pieza en

cuestión. La corrosión puede estar ocasionada por el oxígeno

disuelto, el dióxido de carbono o la presencia de ciertas sales

como los cloruros