Ejercicios FyQ

 Ejercicios Resueltos de Termoquímica

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 40\ cm^3. 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 \Delta E o al \Delta H 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 (1\ atm\cdot L = 101,325\ J).

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.


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 10^oC de temperatura. Se le calienta manteniendo el volumen constante, hasta alcanzar la temperatura de 30^oC. Calcula:

a) El calor suministrado.

b) El trabajo realizado.

c) El incremento de energía interna.

d) La presión final.

Dato: c_e(N_2) = 1,04\frac{J}{g\cdot K}


Un sistema gaseoso absorbe energía y se expande desde V_0 = 2,5\ L hasta V_f = 7\ L, a una presión constante de 6\cdot 10^5\ Pa. 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.


La concentración de CO_2 en la atmósfera está aumentando de forma constante debido al uso de combustibles fósiles cómo fuente de energía y es teóricamente posible demostrar que este hecho es el causante de producir un incremento de la temperatura de la Tierra (efecto invernadero).

Escribe las reacciones balanceadas de combustión de los siguientes combustibles:

a) Hidrógeno (\Delta H_{comb} = - 286\ kJ/mol)

b) Propano (\Delta H_{comb} = - 2\ 220\ kJ/mol)

c) Metano (\Delta H_{comb} = - 890\ kJ/mol)

Indica razonadamente cuál de ellos desprende mayor cantidad de calor por gramo quemado y cuál es el que menos contamina.


Cuando se mezclan 100 mL de una disolución de hidróxido de calcio (1 M) con 80 mL de una disolución de ácido clorhídrico (1,5 M) se produce una reacción de neutralización. Determina la cantidad de cloruro de calcio que se obtendrá y el calor intercambiado en la reacción.
Datos: \Delta H^0_f\ (HCl) = - 40,02\ kcal/mol ; \Delta H^0_f\ (agua) = 683,17\ kcal/mol ; \Delta H^0_f\ (CaCl_2) = - 190\ kcal/mol ; \Delta H^0_f\ (Ca(OH)_2) = - 235,8\ kcal/mol ; H = 1 ; Cl = 35,5 ; O = 16 ; Ca = 40.


Dada la siguiente ecuación termoquímica:

N_2 (g) + \frac{5}{2}O_2 (g)\ \to\ N_2O_5 (g)\ \ \ \Delta H^0 = 15\ 060\ \frac{kJ}{mol}

Calcula el calor (en kJ) que es absorbido durante la formación de 25,0 g de N_2O_5 (g).


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