base en la entalpía de combustión que desprende cada muestra. Para esto, se está
utilizando una bomba calorimétrica a presión constante. La clasificación de las
muestras es la siguiente: explosivo de bajo poder:
∆ H
o
≤
500
kJ
molde explosivo
;
explosivo de mediano poder
501
≤∆ H
o
≤
700
kJ
molde explosivo
y explosivo de alto
poder
∆ H
o
≥
701
kJ
molde explosivo
.
Si se realiza la combustión de 10 g de una muestra X desconocida cuyo peso
molecular
es 25 g/mol, se obtiene un cambio de temperatura de 10 °C a 90 °C. Se
conoce que el equipo tiene una capacidad calorífica de 2 kJ/°C y alrededor de la bomba
calorimétrica hay 1000 g de agua cuya capacidad calorífica es 4,184 J/g °C. Con base en
esto, calcule la entalpía de combustión de la sustancia e indique el tipo de explosivo que es
de acuerdo con el resultado obtenido.
Solución:
Q desprendido=Q absorbido+ Q equipo
¿
mCp∆T
+
Cp ∆T
¿
1000
g
(
4184
J
g°C
)(
1
J
1000
J
)
(
90
°
−
10
°
)
+
2
kJ
°C
(
90
°
−
10
°
)
¿
334.72
kJ
+
160
kJ
Q desprendido
=
494.472
kJ
10
g
1
mol
25
g
=
1236,8
kJ
/
molexplosivo
¿
Sustanciaexplosiva dealto poder
5.
Una muestra de cobre de 30 g cuya capacidad calorífica es Cp
Cu
= 0,685 J/g K se
sumerge en un calorímetro a presión constante que contiene 100 g de agua a una
temperatura de 100 °C. Si después de un tiempo, la temperatura del agua se estabiliza
en 92,3 °C y la presión es atmosférica; ¿cuál es la temperatura inicial de la muestra de
cobre si se asume que todo el calor es absorbido por el agua cuya capacidad calorífica
es 4,184 J/ g °C?
Solución:
El calor absorbido es positivo. El calor desprendido, negativo.
Cuerpo caliente:
el agua. Desprende calor, que pasa al cobre.
Cuerpo frío:
el cobre. Absorbe calor del agua.
Cuando se alcanza el equilibrio ambos cuerpos están a la misma temperatura: 92,3 ºC
- Qperdido = + Qganado
-m(agua)·c(agua)·[(t(eq) - t(agua)] = +m(cobre)·c(cobre)·[t(eq) - t(cobre)]
-100 · 4,184 · (92,3 - 100) = 30 · 0,685 · [92,3 - t(cobre)]
3221,7 = 1896,8 - 20,6 · t(cobre)
De donde la temperatura inicial del cobre es
t(cobre) = -64,8 ºC
Gases Ideales - Gay Lussac
6.
El nitrógeno es un gas que se utiliza para evitar la oxidación en los procesos
productivos de jugos y vinos. En un recipiente metálico se transportan 30 L de
nitrógeno hacia una planta vitivinícola. La temperatura en el interior del recipiente es T
= 20 °C y la presión es P = 3 atm. Accidentalmente, el recipiente es transportado sobre
el recubrimiento del motor de un camión que está a 70 °C. Si el recipiente soporta
máximo 3,3 atm; será posible que resista hasta llegar a la planta o, por el contrario,
estallará dentro del camión.
Solución:
V1=30 Litros
T1=20ºC=293K
P1=3 atm
V2=30 Litros
T2=70ºC=343K
P2=?
De la ecuación de gas ideal y sabiendo que el volumen y las moles son constantes,
tenemos:
P2=(T2*P1)/(T1)
P2=(343K*3atm)/(293K)
P2=3,511 atmosferas
Vemos que 3,511 atmosferas > 3,3 atmosferas, lo cual nos indica que estallará dentro
del camión porque supera la presión máxima
7.
Una muestra de gases se encuentra confinada en un recipiente metálico a una
temperatura T = 20 °C y una presión P = 1 atm. Aplicando las leyes de gases ideales,
un ingeniero decide aumentar la presión a 1,1 atm para aumentar la temperatura de
los gases hasta 40 °C. Determine qué tan acertada es la estimación del ingeniero.
