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Descripción: guia de ejercicios 2do parcial ingenieria...
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ELABORADO POR:
1. MONZON INTIPAMPA OSCAR WILL Y 2. VILLCA TARQUI NILTON 3. CARI GUTIERREZ GUTIERREZ DIEGO AMADO 4. MISME RAMIREZ ISAMARY J ANNETH 5. VELASQUEZ VELASQUEZ ROCHA PABLO PABL O 6. RIVEROS ALVAREZ ALVA REZ DIEGO ALEJA AL EJANDRO NDRO 7. SAN MIGUEL MIGUEL BAL TAZAR FREDDY FREDDY 8. CONRADY ARIAS WARA NANIGEH 9. CORTEZ ARUQUIPA CAROLINA CAROL INA 10. LAURA MAMANI L OURDES OURDES 11. MAMANI ARGOLLO VLADIMIR 12. RODRIGUEZ AGUILAR JONATHAN 13. MAMANI SINKA AGUSTIN 14. TICONA QUISPE ELIZABETH 15. CRUZ MUÑOZ JHONNY J HONNY
LA PAZ BOLIVIA I-2017
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Universidad Mayor De San Andres Facultad De Ingenieria
Segunda Practica-Quimica Practica-Quimica Curso Prefacultativo
1.- Un manómetro de tubo abierto que contiene mercurio mercurio está conectado a un recipiente recipiente con gas. ¿Cuál es la presión del gas confinado en mmHg? en cada una de las sustancias siguientes: a) El mercurio en la rama conectada al gas es 4.5 cm superior a la rama abierta a la presión atmosférica, que es 0.95 atm. b) El mercurio de la rama conectada al gas está 3.8 cm abajo del mercurio en la rama abierta a la atmosfera; la presión atmosférica atmosférica es 1.02 atm. Rpta: a) 681 mmHg ; b) 813 mmHg 2.- Un manómetro que conecta dos matraces matraces (marcados A y B) contiene un aceite cuya densidad es de 0.847 g/ml. El aceite en en el brazo conectado al matraz esta 74 cm más alto que el del brazo conectado al matraz B. El gas en el matraz A tiene una presión de 836 Torricelli. ¿Cuál ¿Cuál es la Presión en el matraz B? Rpta: 882 Torr 3.- En un tubo en U de la figura A, se ha llenado la rama derecha con mercurio y la izquierda con líquido desconocido. Los niveles definitivos son los indicados en el esquema. a) Determinar la relación de radios de los lados del manómetro. b) Hallar la densidad del líquido desconocido, sabiendo que las secciones circulares de ambos lados guardan una relación de 2:1
1.94 / / Rpta: a) ⁄ = 1⁄ ; b) = 1.94 √ 2
4.- En el laboratorio de Química de la Facultad de Ingeniería Ingeniería se determinó la presión presión de oxigeno gaseoso a 22°C de acuerdo al sistema que muestra la figura B. por recomendaciones recomendaciones del proveedor se indica que la presión presión máxima que resiste resiste es de 1 atm. ¿Sera posible almacenar estos recipientes en una sala donde la temperatura es de 45°F, sin peligro de explosión? Rpta: Si se pueden almacenar almacenar estos recipientes recipientes a dicha temperatura temperatura sin peligro peligro de explosión
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5.- Se tiene un manómetro en U pero de lados desiguales “Lado Mayor L y Lado Menor l” donde “L” es igual a 100cm y “l” es 30 cm, en el que previamente se vierte mercurio por el lado largo
hasta llenarlo completamente, atrapando todo el aire que se encuentra en el tubo manométrico a la temperatura de 20°C (el lado corto está completamente cerrado).Calcular: a) ¿Cuál es la presión del aire encerrado? b) ¿Cuantas moléculas de aire están encerrados? Rpta: a) 1300 mmHg ; b) 2.56∗ 10 6.- Determine la presión que ejerce el nitrógeno gaseoso, saturado por 60% con vapor de agua; que se encuentra en un cilindro de 10 litros de capacidad a 25°C de temperatura, como se muestra en la figura D. Además calcular los moles totales de nitrógeno en el cilindro (presión de vapor a 25°C es de 23.76 mmHg). Rpta: P=511.95 mmHg n=0.27 moles
7.-Hallar la presión manométrica de etano expresada en mmHg. Y la presión absoluta etano en psia. A)
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B)
Resp.- A)Pm=123.24mmHg; PA=17.084 PSIA B)Pm=216.76mmHg; PA=18.89 PSIA 8.-Determinar “X”. si dentro del tanque se tiene una presión manométrica de 20000 Pa.
Resp.- X=15.08cm 9.-Determinar primero la presión del tanque. Luego hallar “X” para que el sistema este completo.
Resp.- PA=50mmHg;
X=42.47cm
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10.-Usar lAa ley de phascal para determinar “X”, además hallar cual es la magnitud de PA y PB .
Resp.- X=6.176cm; PA=150mmHg; PB=88.235mmHg
11.-Hallar la presión manométrica y absoluta del aire y del metano. En bares.
Resp.- metano Pm=0.01505bar; PA=1.0283bar Metano Pm=0.20586bar; PA=1.21911bar 12.-Determinar “X”; a)si la presion de aire es 150mmHg ; h=35cm b)si la presion de vacio del aire es 100mmHg; h1=15cm
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Resp.- a)X=12.4265cm b)X=-8.897cm 13.-Calcularlapresióndelhidrogeno,silapresiónatmosféricaesde 500[mmHg].Tomarencuenta lossiguientesdatos:
ℎ = 25, ℎ = 3 , = 0.92 [ ]
: = 737.5[] 14.-EnellaboratoriodequímicageneraldelafacultaddeIngenieríadelaUMSA,sehainstaladoel sistema mostrado en la figura. Si el proceso se lleva a cabo a temperatura constante de 20 ºC, determinar:a)lapresiónabsolutadelsistemayb)lalongituddellíquidomanométricodelmanómetro inclinado,cuandoaccidentalmentesepierde3.82gdemasadeaire.( ρKerosene=0.82g/ml).
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Respuesta:a)Pgas=540.22mmHg,b)L2=21.61cm
15.-Unmanómetrodemercurio(densidad=13600kilogramospormetrocubico)seconectaauntubo deaireparamedirlapresióninterna.Ladiferenciaentrelosnivelesdelmanómetroesde15mmyla presiónatmosféricaesde100KPa.Apartirdelafiguradeterminesilapresióneneltuboestápor arribaopordebajodelapresiónatmosférica.Determinarlapresiónabsolutaeneltubo
Respuesta:765.25[mmHg]
16.-EnlaciudaddeLaPaza 50℉serecogen0.35gramosdeoxidonítricosobreaguayaceitede acuerdoalafiguramostrada.Sielrecipienteescilíndricoylaalturadegasdentrodelrecipientees
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de40[cm]ylahumedadrelativadelgasrecogidoesdel75%.Determinarelradiodelrecipienteen cm.Lapresióndevapordeaguaa50℉esde9.2mmHg.
Respuesta:r=1.8[cm]
17.-UntuboenformadeJsellenaconairea760torry22°C.Elbrazolargoestácerradoenlaparte superiorytiene100.0cmdelongitud;elbrazocortotiene40.00cmdealtura.Sevacíamercurioa travésdeunembudoalbrazoabierto.Cuandoelmercuriosederramaenlapartesuperiordelbrazo cortó.¿Cuálellapresióndelaireatrapado?.Sea“h”lalongituddelmercurioenelbrazolargo.
Respuesta:
= 955.45 []
18.-DeterminarlapresiónabsolutadeungasqueregistraunmanómetroenformadeUenmmHg. a) Sienlafiguramostradaelexperimentoserealizoaniveldelmar. b) SielexperimentoserealizoenlaciudaddeLaPaz. c)
Indiquequeocurresielniveldelmercuriocoincidieraenambosbrazos.
d) Supongaqueelexperimentomostradoenlafiguraserealizaenunambientedondelapresión atmosféricaesde220[mmHg]¿Quéimplicacióntendráesto?
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Respuesta:a)540mmHgb)275mmHg
19.- 4 moles de un gas ideal en condiciones normales, se somete a un proceso en la cual la presión se eleva a 10 atm y su temperatura cambia a 20 º C. El volumen final del gas será: Rpta: 9.6 litros 20.-Las fracciones molares de una atmosfera gaseosa es: 0,21 de O2 y 0,79 de N2 entonces sus fracciones en masa serán: Rpta: 0,23 y 0.77 21.- El aire de un neumático de automóvil tiene una presión absoluta de 30 psi a la temperatura de 20 º C, si la temperatura sube a 35 º C y el volumen se incrementa un 40% del volumen inicial la presión absoluta final será: Rpta: 1.53 atm 22.- Un recipiente de 2 litros con N 2 a 2 atm conectado a otro recipiente de 3 litros con O2 a 1 atm, si se comunican ambos recipientes a temperatura constante la presión final será: Rpta: 1.4 atm 23.- La densidad de un gas a 25 º C y a una determinada presión es 1.5 g/l. Si se duplica la presión manteniendo constante la temperatura, la densidad en esas nuevas condiciones será: Rpta: 3 g/l 24.- Se tiene un recipiente cilíndrico provisto de un pistón que contiene un volumen de 2.0 litros de una mezcla de cloro gaseoso y oxigeno gaseoso medidos a 27ºC y 1.0 atm de presión, si se introduce al recipiente nitrógeno gaseoso se evidencia que el volumen aumenta a 2.1 litros, la presión a 1.19 atm y que la temperatura permaneció contante durante todo el proceso. La mezcla resultante es tratada con virutas de hierro que eliminan todo el oxígeno, los gases restantes fueron retirados y pesados obteniéndose una masa de 4.1184 g. Determinar:
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a) ¿Cuantos gramos de nitrógeno se introdujeron? b) ¿Cuál era la composición molar inicial de cloro gaseoso y oxigeno gaseoso? Rpta: a) 0.57 g; b) Cl 61.48 % y O 2 38.52 % 25.-Una habitación de 75 m 3 donde se ha hecho el vacio total, se rompe una ampolla que contiene 350 cm3 de H2S a 750 mmHg. Una vez que el gas invade toda la habitación. ¿Cuál es la presión del gas en mmHg? Resp. 3,5*10-3 mmHg
26.-Un gas se encuentra a 27º C. Si su volumen disminuye en un 40% y su presión se reduce a la quinta parte, calcular la variación de la temperatura que sufre en grados Celsius. Resp.- 264ºC 27.-En el lago Titicaca, una burbuja de aire triplica su volumen al subir desde el fondo del lago a la superficie, a temperatura constante de 18 ºC. (g=9,81m/s 2) a) ¿Cuál es la profundidad del lago? b) ¿Qué presión se ejerce sobre la burbuja cuando está en la profundidad? NOTA: La presión en la superficie es de 490mmHg Resp. a) 13,32m; b) 1470 mmHg 28.-Si 50 L de un gas son sometidos a un proceso mediante el cual se duplica su presión y la temperatura relativa disminuye en un tercio, de tal manera que su volumen final resulte 20 L. Determine las temperaturas inicial y final en la escala Celsius. Resp.- T o=409,5ºC y T f =273ºC 29.-Dos matraces de igual volumen, conectados por un tubo estrecho de volumen despreciable, contienen hidrógeno gaseoso, H 2. Inicialmente ambos matraces están a 27 ºC y contienen en conjunto 0,80 mol de gas bajo la presión de 0,60 atm. Simultáneamente uno de los matraces se sumerge en un baño con hielo a 0ºC. y el otro en un baño de aceite a 127 ºC. Calcular: a) La presión final en el sistema b) La cantidad de moles de H2 en cada matraz Resp.- a) P f =0,649 atm b) n 1=0,476 mol y n2=0,324 mol 30.-Una
vasija abierta cuya temperatura es de 10ºC, se calienta a presión constante hasta 400ºC. Calcular la fracción en volumen de aire inicialmente contenido en la vasija que es expulsado? Resp. 57,95%
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31. 0.4 gr de nitrógeno están contenidos en un volumen de 5 lt y a una temperatura de 25 ®C, sufre dos procesos, primero se calienta de manera isocorica incrementando su presión hasta 1.5 atm, y después se comprime isotérmicamente hasta una presión final de 5 atm. Calcule todas las variables de estado durante todo el proceso. Rpta: P1 = 0.98 atm T2 = 457.5 K V3 = 1.5 lt 32. En el laboratorio de la Facultad de Ingeniería, se tiene un equipo de compresión de gases, el cual consta de un cilindro que lleva incorporado un pistón deslizable, en este equipo se tienen contenidos 0.8 moles de dióxido de carbono, que ocupan un volumen de 2 lt, a una presión de 2 atm, si el gas se comprime hasta 8 atm y 1/3 del volumen inicial, calcular: a. La temperatura inicial a la que se encuentra el CO2. b. La temperatura final del sistema. Rpta: a) 305 K b) 406,5 K 33. El neumático de una bicicleta se llena con aire hasta una presión manométrica de 550 kpa a 20®C. ¿Cuál será la presión manométrica del neumático después de manejar durante un día, donde el aire se calienta a 40®C. Considere una presión atmosférica constante de 101 Kpa. Rpta: H = 5.94 bares 34. Un globo aerostático es llenado con He (10 gr He), a condiciones de 1 atm y 25 ®C, después de llenarlo con He, el mismo comienza su ascenso hacia la capa de ozono, el globo al alcanzar los 30 m de altura se encuentra a una presión de 0.5 atm y 59 ®F de temperatura, y por efecto de la expansión explota. Calcular: a. El volumen inicial y final del globo. b. La relación que existe entre los diámetros del globo a condiciones de superficie y a las condiciones 30 m sobre la superficie. Rpta: a) V1 = 61.09 lt V2 = 118.08 lt b) d1/d2 = 0.72 35. Un recipiente cónico de 4 plg de diámetro y 15 cm de alto, contienen 5 gr de oxígeno, a una presión de 5 atm y 47 ®C, después de un tiempo se decide extraer una masa de 1.5 g de oxígeno a una presión de 1 atm y 25 ®C, después de esto se puede observar que la temperatura disminuye a 27 ®C. Calcular: a. El volumen de oxigeno extraído. b. La presión final a la que se encuentra el oxígeno. c. La densidad del oxígeno en las condiciones finales.
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Rpta: a) V extraído = 1.145 lt b) P final = 1.84 atm c) ρ = 2.4 g/lt 36. En un tanque de almacenamiento de una refinería se encuentran contenidos 3 g de metano a 88.2 PSI, y 30 ®C. Después del procesamiento de un crudo de petróleo se observa que al tanque se adiciona una masa m de metano, haciendo que la presión se incremente en un 55% y que la temperatura llegue hasta 131 ®F. Calcular: a. El volumen del tanque de almacenamiento. b. La masa de metano que se adiciono después del procesamiento del crudo. Rpta: a) V = 0.776 lt b) m = 4.3 gr} 37.- En un recipiente rígido hay 8 g de hidrogeno y 16 de helio, con una presión de mezcla igual a 3 atm. Si a temperatura constante, extraemos 2g de hidrogeno y 6 de helio. ¿Cuál será la nueva presión de la mezcla? Rspta: 2,06 atm. 38.- Una mezcla de gases está compuesta de etano y butano. Se logra llenar un bulbo de 200 ml con esta mezcla a una presión de 750 mmHg y 20ªC. si el peso del gas en el bulbo resulta ser de 0,3846 g, ¿Cuál es el porcentaje molar de los componentes de la mezcla? Rspta: 60,36% y 39,64% 39.- A un recipiente de volumen desconocido se confinan 2160 g de una mezcla de metano y acetileno de peso molecular promedio 18 g/mol, ejerciendo una presión manométrica de 2psi. Por una operación adecuada se consigue extraer el 90% en masa de metano y 10% en m asa de acetileno, sin variar el volumen ni la temperatura. Sin embargo se observa que la presión manométrica se reduce a 1 psi. ¿Cuál es el peso molecular de la mezcla que queda en el recipiente? Rspta: 6,34 g/mol. 40.- Una mezcla de gas contiene 5% molar de butano y 95% molar de argón (M= 39,9 g/mol) y se va a preparar permitiendo que el compuesto orgánico gaseoso llene un cilindro evacuado a 1 atm de presión. Se pesa el cilindro con un volumen de 10,57 galones y se nos pide calcular la masa de argón para obtener la composición deseada, si la temperatura es de 537 R. Calcule la presión total de la mezcla. Rspta: 1,241 Kg; 20 atm. 41.- Según la cromatografía de una muestra de gas natural se sabe que está compuesto de un 80% de metano, 6% de etano, 4% de propano y 10% de contaminantes. Se realiza un proceso de endulzamiento para separar los contaminantes como el CO2 y el N2 del gas natural. Una pequeña muestra de los gases contaminantes se introducen en un recipiente de 20 litros, realizándose algunas mediciones, se sabe que la mezcla contiene 60% N2 y 40% CO2, si se agrega un 60% en masa de la mezcla gaseosa se observa que su temperatura se incrementa en 36ºF y su presión final da como resultado el doble de su presión inicial, con estos datos se pide calcular: a) La temperatura final en grados Kelvin. b) La presión en psi que se tenía en un principio si se tiene una masa inicial de 200 g. Rspta: a) 100 K; b) 29,4 psi
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42.- Se tiene una mezcla de gases en un recipiente cerrado con un volumen molar y en condiciones normales, donde se sabe que el oxígeno tiene un porcentaje en masa del 97% y el resto helio. El recipiente se encuentra conectado a un tanque de helio mediante una llave de paso, se abre la llave de paso y mediante presión se introduce una cierta cantidad de helio al recipiente que contiene la mezcla. Determinar: a) ¿Qué cantidad de helio se llegó a introducir a la mezcla para que la fracción molar del oxígeno se reduzca en 0,2? b) Calcular las fracciones molares iniciales de la mezcla. Rspta: a) 1,333 g; b) oxigeno 0,8 y helio 0,2
43.- Se tiene 2 gases confinados en un recipiente si la diferencia entre las fracciones molares de los componentes de la mezcla es de 0,3, si la presión parcial del más abundante es de 1,5 atm a) ¿Cuál será la presión del otro gas? Respuesta. a) 4,5 atm 44.- Un matraz de 2,5 L a 15ºC, contiene una mezcla de , He y Ne a presiones parciales
de 0,32; 0,15 respectivamente, si la presión del Ne es la presión del He. a) Calcule la presión total de la mezcla. b) Calcule el volumen en litros a TPE que ocuparan el He y el Ne si el elimina selectivamente. Respuesta. a) 0.89 b) 1,4 L 45.- Se tiene en un recipiente de 15 dm3 una mezcla la cual está constituida por 15 lb de ozono, 0.15 Kg de propanol y 4.5 onzas de acetileno. Si la temperatura dentro del recipiente es de 500 R, Calcule: a) Calcule la presión total en el recipiente en el sistema internacional. b) Calcule la fracción molar de acetileno. c) Indique cuanto es la presión parcial de ozono. Respuesta. a) 29693,047 KPa b) =0,253 c) = 215atm 46.- Se mezclaron tres gases I, G, C, si la fracción molar de I es 0,4. Si se extrae totalmente el gas I, en la mezcla quedo una fracción molar de G igual a 2/3 de I. a) Si la presión parcial de C en la mezcla que queda es 1 atm. Cuál es la presión parcial del gas I en la mezcla inicial? b) Si se incrementa el número de moles de gas C, logrando que la presión de este sea 3 veces la inicial. Determine el porcentaje volumétrico de cada gas Respuesta. a) 1,67 atm b) 27,1% I, 24,3% G, Y 48,6 % C 47.- Una mezcla gaseosa compuesta por 40 % en masa de anhídrido carbónico y el resto de óxido nítrico se encuentra en un recipiente de 20 litros, si se agrega un60% en masa de la mezcla
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gaseosa su temperatura aumenta en 20ºC y la presión final resultante es el doble de su valor inicial. Calcular: a) La temperatura final de la mezcla gaseosa en º F b) La masa inicial de la mezcla. Considere 1 atm de presión inicial
Respuesta. a) -279,4 ºF b) 104,67 grs 48.- Se tiene 3 esferas conectadas entre sí mediante válvulas, la esfera A que contiene oxigeno gaseoso a 1 atm de presión y 0.5 litros, la esfera B contiene nitrógeno gaseoso a una presión de 0.8 atm y 0.3 litros, la esfera C tiene hidrogeno a 1.5 atm y un volumen VC. Si la temperatura permanece constante, determinar: a) Las fracciones molares de los gases si las válvulas permanecen cerradas. Si las válvulas se abren y el sistema se estabiliza con una presión de 1.2 atm, calcular: b) El volumen de la esfera C. c) Las presiones parciales de cada gas N. d) Las fracciones molares de cada gas. e) El porcentaje másico. Respuesta. a) = 1 =1 =1 b) VC = 0,733 c) =0,327 atm, =0,157 atm,
=0,716 atm 27% B, Y 8,8 % C
d) = 0,272 =0,131 =0,597 e) 64,2% A,
49.-En un matraz de vidrio se tiene NH3 a 21,6 Re y 600 mmHg. Si se agregan 800g del mismo. La temperatura aumenta a 61,6 Re y la presion a 1050 mmHg. ¿Cuál es la masa final del NH3 en el matraz? Respuesta: 2,4 Kg
50.-Medio mol de un gas ideal inicialmente en Condiciones normales (C.N.) se somete a un a presión de 73,5 psi y una temperatura de 14 °F. ¿Cuál es el volumen final del gas? Respuesta: 2,16 Litros.
51.-Un gas natural está compuesto por metano (CH4), etano (C2H6) y nitrógeno (N2); si esta mezcla llena un recipiente de 0,0706 ft 3 y tiene una masa gaseosa de 8,399 mLb (mili libras) y se halla a una presión de 25 lb/plg 2 a la temperatura de 68 °F. Hallar: a) El peso molecular de la mezcla. b) La densidad de la mezcla. c) El porcentaje de metano y etano si despreciamos el nitrógeno en la mezcla. Respuestas: a) 27,20 g/mol ; b) 1,93 g/L ; c) Xmetano= 0,49 , Xetano= 0,51
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52.-Un recipiente rígido contiene un determinado, al retirar el 33% en masa del gas la temperatura disminuye en 18°C y la presión a la mitad de su valor inicial, bajo estas condiciones determine la temperatura final del gas en grados Réaumur (Re) Respuesta: Tfinal= 152,144 Re.
53.-Cuando 2g de una sustancia gaseosa A se introducen en un matraz inicialmente evacuado manteniendo la temperatura constante se encuentra que la presión es de una 14,7 psi, se agregan 3g de una sustancia gaseosa B a los 2g de la sustancia A y se encuentra que el nuevo valor de la presión es de 1,5 atmosferas. Suponiendo un comportamiento ideal calcular la relación de los pesos moleculares MA/MB Respuesta: MA/MB = 0,33.
54.-Una mezcla gaseosa compuesta por 40% en masa de dióxido de carbónico y el resto etano se encuentra en un recipiente de 20000 ml, si se agrega el 60% en masa de la mezcla gaseosa su temperatura se incrementa en 20 °C y la presión final resultante es el doble de su valor inicial. Determinar: a) La temperatura final de la mezcla gaseosa en °K. b) La masa inicial de la mezcla. Considere 760 mmHg de presión inicial. Respuestas: a) Tfinal= 100 °K ; b) m inicial= 104,8 g 55.-Un recipiente contiene 21 kg de aire seco y 0.3 kg de vapor de agua a 30 ºC y 100 KPa de presión total. Determine a) la humedad absoluta, b) la humedad relativa y c) el Volumen del recipiente en . La presión del vapor saturado a la temperatura de 30ºC es de 4,2469 KPa.
Respuesta: ) 0,0143 ; ) 51,23 % ) 18,7 56.-Fluye aire caliente hacia un secador textil, con un contenido de 1mol% de vapor de agua a 350ºF y 6,2 Psig con un flujo de 30000 /ℎ y emerge a 220ºF y 1 atm, conteniendo 10% mol de agua. Calcular: El ritmo de evaporación de agua en lb/min. Respuesta: = 2,17/ 57.-En un humidificador de aire se introduce aire a 1 atm de presión, 20ºC con una humedad relativa de 10%. El aire pasa a través del chorro de agua, el aire a la salida del humidificador tiene una humedad relativa del 80% a 20ºC y 1 atm de Presión. Si se sabe que se evaporan 20 ml de agua por hora. Cuántos metros cúbicos de aire seco pasan por hora a través del humidificador. Asumir que la densidad del agua es la unidad y la presión de vapor saturado a 20ºC es 17,5 mmHg. Respuesta: 1,65 /ℎ
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58.-Un cilindro provisto de un embolo que al mismo tiempo le sirve de tapa a una altura de 20cm, tiene un diámetro de 4 cm. El cilindro contiene agua a 25ºC hasta una altura de 9,5 cm. a) ¿Cuánto pesa el agua que ocupa el espacio correspondiente a la fase líquida y cuánto pesa el vapor saturado que ocupa el espacio por encima del líquido?. La Presión de vapor saturado a la temperatura de 25ºC es de 23.76 mmHg. Respuesta: = 119,38 ; = 0,003034 ; 59.-Un cuarto contiene aire a 20 ºC y 98 KPa y una humedad relativa de 85% por ciento. Determine a) la presión parcial del aire seco, b) la humedad absoluta. La presión de vapor saturado a la temperatura de 20 ºC es de 2,3392 KPa. c) Si el cuarto tiene forma cubica ¿Qué longitud tendrá uno de sus lados, para 15 kg de aire seco?
Respuesta: ) 0,9475 ; )0,0129 ) 2,36 60.-Un cilindro de forma cilíndrica vertical de 2 metros de altura, completamente cerrada contiene agua hasta una altura de 20 cm, con vapor (saturado) a 1 atm. Si el agua se calienta a 200ºC, la presión de vapor saturado se eleva a 16 atmosferas. ¿Cuánto descenderá el nivel del agua?.
Considerar la densidad la densidad del agua igual a 1 . Respuesta: 1,24 61.-Se tiene un recipiente cónico con una altura igual al triple de su radio, el cual se encuentra lleno de acetileno en condiciones estándar y se introduce 70.55 onzas de agua líquida. Se cierra el sistema y se calienta a 60ºC. Luego se cuantifica que 1999,45 de agua se encuentra en estado líquido. Determinar: a) La altura del recipiente en plg b) La presion final del recipiente en lb/plg ²
La presion de vapor del agua a 48 ºRe es de 150mmHg Respuesta: a) 15,43 plg b) 19,33 lb/plg ²
62.-En un edificio provisto con acondicionamiento se absorben desde el exterior 1200L de aire, a la temperatura de 11 ºC, presion de 780mmHg y una humedad relativa de 20%. Dicho aire pasa atraves de los aparatos adecuados, donde la temperatura aumenta a 20 ºC y la humedad relativa a 50%. Si la presion dentro del edificio es de 76 5 mmHg, considerando que el aire es una mezcla gaseosa compuesta por oxigeno (21%)y nitrógeno(79%) en volumen, la presion de vapor del agua a 11ºC y a 20ºC es 9,84mmHg y 17,53 mmHg respectivamente .Calcular: a) La cantidad de agua que se evaporo para mantener la humedad del 50% dentro del edificio.
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b) La humedad absoluta final. Respuesta: a) 8.598 g b) 0.0072 kg vapor/kg gas 63.-Un recipiente de forma cilíndrica vertical de 2 metros de altura completamente cerrada contiene agua hasta una altura de 20 cm, con vapor (saturado) a 1 atm. Si el agua se calienta a 200ºC, la presion de vapor saturado se eleva a 16 atm. ¿Cuánto descenderá el nivel del agua en cm? Considerar densidad del agua 1 g/ml. Respuesta: 1,238 cm 64.-En un recipiente esférico se tiene aire con una humedad relativa del 50% a 16ºRe y 14,7 PSI de presion, se inyecta una cierta cantidad de agua líquida, luego el sistema se calienta hasta 68,8 ºRe , saturando completamente el aire, en el exceso del líquido inyectado se encuentra exactamente a la mitad del radio de la esfera. Calcular la presion del sistema. Las presiones de vapor a 16ºRe y 68,8ºRe son 17,53 mmHg y 450,90 mmHg respectivamente. Respuesta: 1542,8 mmHg 65.-En el laboratorio de Química de la Faculta de Ingeniería de la U.M.S.A. se dispone de una muestra de aire saturado contenido en un recipiente de 187,2 litros de capacidad y 27ºC. Cuando el recipiente se enfría hasta 17 ºC parte del vapor se condensa a agua líquida y el aire presenta una humedad relativa del 80% a la nueva temperatura, mientras que la posición manométrica cambia de posición del brazo derecho abierto a la atmosfera hacia el brazo izquierdo del manómetro pegado al recipiente en igual magnitud de 250 mmHg (man). a) La masa de agua líquida condensada. b) Los moles de aire contenidos en el sistema. Las presiones de vapor a27 ºC y 17 ºC son 26,7 mmHg y 14,5 mmHg respectivamente. Respuesta: a) 1,62 g
b) 7,183 mol de aire
66.-Un humidificador de aire funciona del siguiente modo: se introduce aire a 760 mmHg de presion a 20ºC con una humedad relativa del 10%. El aire pasa a travez del chorro de agua. El aire a la salida del humidificador tiene una humedad relativa del 80% a 20ºC y 1 atm de presion. Sise sabe que se evaporan 20 ml de agua por hora. ¿Cuántos metros cúbicos de aire seco pasan por hora a través del humidificador? Asumir que la densidad del agua es la unidad y la presion vapor a 20ºC es 17,5 mmHg. Respuesta: 1,63 m³/h
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67.-Un ingeniero quiere saber la presión de vapor de agua a cierta temperatura. Para ello recoge hidrogeno sobre el agua. El gas húmedo contiene 5 mg de hidrogeno gaseoso y 1.08 mg de agua. Si la presión en el tubo es de 10.5 PSI cuando la humedad relativa es del 50%. Determinar: a) La presión de vapor máxima (en mmHg) a esta temperatura b) Si la mezcla desalojo un volumen de 88 ml de agua. Calcule la temperatura en °C Rpta: a) 26.46mmHg
b) 26.25°C
68.-Un ambiente de la UMSA tiene las siguientes dimensiones (en metros) 20*8*3, a la temperatura de 16 °C es 13.6 mmHg. Calcular: a) La cantidad de moléculas de agua (de vapor) presentes en el ambiente b) La masa total de aire c) La humedad absoluta del ambiente d) La fracción molar de aire Rpta: a) 1.744*10 27 moléculas b) 378385.77g c) 0.0139 d) 0.978 69.-Se hacen burbujear a través de éter dietilico a 68 °F y una presión de 15.27 PSI un volumen de 100 dm 3 de aire. El aire saturado de vapor sale a 68 °F y a presión total de 15.27 PSI. Si la presión de vapor de éter a 68 °F es 422 mmHg. Calcular: a) El volumen final de la mezcla b) Los gramos de éter que se evapora c) Si la mezcla se comprime isotérmicamente a 152.7 PSI, calcular la cantidad de éter que se recupera de nuevo al estado liquido d) La humedad absoluta del anterior inciso Rpta: a) 214.67 L b) 366.67g c) 348.63g d) 0.14 70.-Cinco litros de aire saturado de alcohol etílico a 30 °C y 5 atm de presión están contenidos en un recipiente donde coexiste 3 g de alcohol en estado líquido. Determinar: a) La presión final cuando el gas se expande a 20 L y la temperatura aumenta a 40 °C b) La humedad relativa c) La humedad absoluta final Las presiones de vapor de alcohol etílico a 30°C y 40 °C son 78.8 y 135.3 Torr respectivamente Rpta: a) 1035.03 mmHg b) 61.52% c) 0.139
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71.-En una práctica demostrativa realizada a nivel del mar se hizo burbujear dos gases, hidrogeno y óxido nítrico sobre agua. El volumen de agua desplazado es 500 ml y la presión manométrica es igual a -20 cm a la temperatura de 77 °F. Si la masa de óxido nítrico en la mezcla es 0.06 g. Determinar: a) La masa de hidrogeno en la mezcla b) La fracción molar de cada gas c) La masa molecular de la mezcla La presión de vapor a 77°F es 23.8 mmHg Rpta: a) 0.11722g b) X NO=0.0325 XH2O=0.0105 XH2=0.957
c) 18.222 g/mol
72.-Un envase metálico de 10 L de capacidad contiene 6 L de alcohol etílico; fue cerrado a 30°C con una humedad relativa del 50% y a la presión de 1.01325 bar. Por accidente el envase se cae y se deforma reduciéndose su capacidad a 9.0 L y aumentando su presión a 152 kPa. Considerando volúmenes aditivos y que dentro del envase existe aire y alcohol determine: a) El volumen que ocupa el líquido en el recipiente después de la caída, si en el momento del accidente la temperatura es de 40°C y la humedad relativa del 70% b) La masa de alcohol etílico necesaria para llevar desde una humedad relativa del 50% hasta el 70% Las presiones de vapor del alcohol etílico a 30°C y 40°C son de 78.8 y 135.3 mmHg, respectivamente. Rpta: a) 6.15 L b) 0.2514g 73.-Una estación de radio emite señales con una frecuencia de 0,7 MHz, estas ondas son recepcionadas en la localidad B, si se generan como máximo 210 crestas. Calcular: a) La distancia a la que está ubicada la localidad B. b) La energía que se genera. RESP: a) 90 Km ; b) 4,64x10 -28 J 74.- Una lámpara de 100 W emite el 1% de su energía en forma de luz ama rilla de longitud de onda de 580 nm. Calcular: a) El número de fotones de luz amarilla emitidos por segundo. b) El tiempo en segundos que debe estar encendida la lámpara para emitir un mol de fotones de luz amarilla.
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RESP: a) 2,9x1018 fotones/segundo ; b) 2,08x105 segundos
75.-El espectro de emisión del sodio presenta una línea amarilla de longitud de onda igual a 588,9 nm. Calcular: a) La diferencia de energía en J entre los dos estados energéticos de un átomo de sodio entre los que se produce la transición. b) La energía en J que hay que suministrar a 0,23 g de sodio para excitar todos los átomos del estado de baja energía al estado de alta energía anteriormente citados. RESP: a) 3,31x10-19 J ; b) 2,023X103 J
76.- Un equipo de disk compact funciona con una radiación de λ de 2500 angstroms. Si el equipo es de 1000 watts (J/s) de potencia y se ha utilizado 3x10 24 fotones para la lectura del C.D.: considere que
() () = í ()
La constante de Planck es: 6,63x10 -34 J-s. Determinar: a) La energía emitida por los fotones. b) El tiempo en minutos que demoró la lectura. RESP: 2,387X106 J ; b) 39,78 min
77.- Un átomo tiene 4 electrones en el último nivel de energía y pertenece al cuarto periodo de la tabla periódica. a) Escribir la configuración electrónica b) Indicar los cuatro números cuánticos del electrón más externo de dicho elemento. RESP: a) 1s22s22p63s23p64s23d104p2 b)
Electrón
n
l
ml
ms
último
4
1
0
+1/2
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78.-Se tiene los siguientes números cuánticos para el último electrón de un elemento químico en su estado basal: (4, 2, +2, -1/2), en base a esta información determinar el número atómico (Z), grupo (G) y periodo (P). RESP: Z=48 ; G=2B ; P=5.
79.-Un electrón de velocidad 2.83*109 mm/s y masa 8.97*10 -27 g. ¿Cuál es su frecuencia en Hertz? (considere la constante de Plank 6.63*10-34 J-s). Respuesta: 1.15*1019 Hz 80.-Un fonógrafo funciona con una radiación de longitud de onda de 2750 angstrom. Tomando en cuenta que el equipo ha utilizado 2.5*1025 fotones y es de 1.5 Kwatt de potencia. (Considere: () ). Determinar: = ()
a. ¿Cuál es la energía emitida por lo fotones? b. ¿Qué tiempo en minutos demorará la lectura? Respuesta: a. 1.8*107J b. 200 min 81.-Si se tiene un átomo desconocido, del cual se sabe que el número de masa y el número de neutrones es 31 y 18 respectivamente. Determine: c.
¿Cuantos electrones tiene este átomo?
d. Realice la configuración electrónica para este átomo. e. Indique los 4 números cuánticos para el penúltimo y último electrón. f.
Indique el magnetismo del último electrón.
Respuesta: a. 13; b. 1s 22s22p63s23p1; c. (3,0, 0,+1/2) ;(3, 1,-1,+1/2) d. Paramagnético 82.-El átomo J cuyo ion J -3 es isoelectronico con otro catión de carga 2 el cual es el isobaro con el y a la vez isótono con el . ¿Cuál es su ubicación en la tabla periódica?
Respuesta: Periodo: 4to; Grupo: VIII – B 83.-Determinar la energía máxima producida por un electrón en la serie de Brackett, además de su frecuencia. Considere h = 6.63*10-34 J-s Respuesta: E = 9.18*10 -20 J; f = 1.38*10 14
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84.-Calcular la longitud de onda en nanómetros, la frecuencia y la energía de la radiación que se emite cuando un electrón del átomo de hidrogeno salta del nivel 3 al nivel 1. ¿A qué serie de espectro corresponde? Respuesta: λ=102.6 nm; f= 2,92·1015 Hz; E=1.94*10-18 J; Corresponde a la serie de Lyman
85.-El escandio es un elemento escaso en la corteza terrestre (
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