Una empresa automotriz está realizando algunos ensayos con los nuevos diseños de motor que lanzará al mercado el próximo año. En uno de estos ensayos se trabajó con una mezcla de aire y gasolina encerrados en un cilindro provisto de un pistón móvil. El volumen inicial de la mezcla gaseosa fue . En un momento se provocó la reacción de combustión en el interior de un cilindro que liberó 950 J de energía. La mezcla gaseosa se expandió contra la presión constante de 650 mm Hg y las condiciones del ensayo fueron tales que toda la energía liberada por la combustión se convirtió en trabajo para empujar el pistón móvil.

a) El calor liberado por la combustión, ¿corresponde al o al del proceso? Justifica tu respuesta.

b) ¿Cuáles fueron las condiciones del ensayo, isotérmico, isobárico, isocórico o adiabático? Justifica tu respuesta.

c) Calcula el volumen final de la mezcla gaseosa ().

d) Representa el proceso en un diagrama P versus V y sombrea el área correspondiente al trabajo realizado. ¿Este trabajo es hecho por o sobre el sistema?

Durante la combustión de 1 mol de átomos de azufre en condiciones estándar se desprenden 296,8 kJ y durante la combustión de 1 mol de sulfuro de hidrógeno, 560 kJ. Con estos datos, determina la variación de entalpía que se produce en el proceso.

Dadas las siguientes ecuaciones termoquímicas:

Calcula la entalpía de vaporización del agua en condiciones estándar.

Determina la variación de energía interna que se produce en un sistema cuando:

a) Realiza un trabajo de expansión de 500 J y cede 80 cal al entorno.

b) Absorbe 480 cal y sufre un trabajo de compresión de 1.2 kJ.

c) Es comprimido 300 mL con una presión constante de 1.25 atm.

Una sustancia experimenta un proceso cíclico durante el que recibe 10 kJ de un depósito térmico y cede 6 kJ al medio ambiente. En el ciclo se presentan dos interacciones de trabajo: en la primera se reciben 1,5 kJ mientra que en la segunda no es posible medir el trabajo.

a) ¿Cuál es el valor de la segunda interacción de trabajo?

b) ¿Cuál es el cambio en la energía interna de la sustancia?

Un frasco contiene 120 g de nitrógeno a 3 atm de presión y de temperatura. Se le calienta manteniendo el volumen constante, hasta alcanzar la temperatura de . Calcula:

a) El calor suministrado.

b) El trabajo realizado.

c) El incremento de energía interna.

d) La presión final.

Dato:

Se calientan 10 kg de nitrógeno desde hasta en un recipiente rígido. Determina la transferencia de calor que se requiere cuando el proceso es a volumen constante.

Dato:

Un sistema gaseoso absorbe energía y se expande desde hasta , a una presión constante de . Si su energía interna se ha incrementado en 520 J, ¿cuál ha sido su variación de entalpía?

El calor a presión constante de la combustión del butano, a 25 ºC y 1 atm, es -2 875,8 kJ/mol. Calcula el calor a volumen constante en esas condiciones.

Calcula el calor absorbido por un sistema, si su entropía se ha incrementado en 10 J/K cuando su temperatura es de 120 °C.