Solucionari_Problemes_Posa't a prova_1_Q2_B1_1

Preguntes 15 i 16

1. Un recipient de volum 5 L conté 1,0 mol de metà, CH4, a 25ºC de temperatura. 

a) Calculeu la pressió a l'interior del recipient.

b) Si es fa un petit forat al recipient, s'anirà escampant metà. Determineu la massa de metà que s'haurà escapat del recipient quan deixi de sortir-ne.

Dada:

Constant dels gasos R= 0,082 (atm · L)/(K·mol)

normal a parèntesi dret espai Aplicant espai normal l apòstrof equació espai normal d apòstrof estat espai dels espai gasos dos punts normal P espai igual espai fracció numerador normal n espai per espai normal R espai per espai normal T entre denominador normal V fi fracció espai igual espai fracció numerador 1 espai mol espai per espai 0 coma 082 espai parèntesi esquerre atm per espai normal L espai fi parèntesi dret dividit per parèntesi esquerre espai normal K espai per espai mol parèntesi dret espai per espai 298 espai normal K entre denominador 5 espai normal L fi fracció espai igual espai 4 coma 89 espai atm normal b parèntesi dret espai Amb espai el espai forat coma espai els espai gas espai normal s apòstrof anirà espai escapant espai espai del espai recipient espai fins espai que espai la espai pressió espai del espai gas espai normal a espai normal l apòstrof interior espai del espai recipient espai sigui espai la espai mateixa espai que espai normal l apòstrof exterior espai parèntesi esquerre és espai normal a espai dir coma espai sigui espai igual espai normal a espai la espai pressió espai atmosfèrica parèntesi dret El espai procés espai de espai sortida espai normal s apòstrof acabarà espai quan espai normal s apòstrof hagin espai igualat espai les espai pressions espai igual espai 1 espai atm Calculem espai els espai mols espai de espai gas espai que espai hi espai haurà espai en espai el espai recipient espai quan espai la espai pressió espai del espai gas espai en espai el espai mateix espai sigui espai de espai 1 espai atm. normal n espai igual espai fracció numerador normal P espai per espai normal V entre denominador normal R espai per espai normal T fi fracció espai igual fracció numerador 1 espai atm espai per espai 5 espai normal L entre denominador 0 coma 082 espai parèntesi esquerre atm per espai normal L parèntesi dret dividit per parèntesi esquerre normal K espai per espai mol parèntesi dret espai per espai 298 espai normal K espai fi fracció espai igual espai 0 coma 205 espai mols espai de espai CH subíndex 4 espai quedaran espai en espai normal l apòstrof interior espai del espai recipient.


El nombre de mols que s'han escapat són 1 - 0,205 = 0,795 mols de CH4

0 coma 795 espai mols espai de espai CH subíndex 4 espai per espai fracció numerador 16 espai normal g espai de espai CH subíndex 4 entre denominador 1 espai mol fi fracció espai igual espai 12 coma 7 espai normal g espai de espai CH subíndex 4 espai normal s apòstrof han espai escapat


2- S'ha recollit sobre aigua un volum de 50 mL de gas oxigen a 18ºC i a la pressió atmosfèrica de 750,9 mm Hg. Calculeu la massa d'oxigen recollida. 

Dades: 1 atm = 760 mmHg. Pressió de vapor de l'aigua a 18ºC = 15,4 mm Hg.


Quan es recull un gas sobre aigua, la pressió parcial del gas és igual a la pressió atmosfèrica menys la pressió del vapor d'aigua.

Pressió parcial de l'O2   = 750,9 -15,4 = 735,5 mmHg

735 espai mmHg espai per espai fracció numerador 1 espai atm entre denominador 760 espai mmHg fi fracció espai igual espai 0 coma 97 espai atm normal n espai igual espai fracció numerador normal P espai per espai normal V entre denominador normal R espai per espai normal T espai fi fracció espai igual fracció numerador 0 coma 97 espai atm espai per espai 0 coma 05 espai normal L entre denominador 0 coma 082 espai parèntesi esquerre atm per normal L parèntesi dret dividit per parèntesi esquerre normal K per mol parèntesi dret espai per espai 291 espai normal K fi fracció espai igual espai 0 coma 00203 espai mols espai normal O subíndex 2 0 apòstrof 00203 espai mols espai normal O subíndex 2 espai per espai fracció numerador 32 espai normal g espai normal O subíndex 2 entre denominador 1 espai mol espai normal O subíndex 2 fi fracció espai igual espai 0 coma 065 espai normal g espai normal O subíndex 2

Problema 17

Tenim 3 kg d'aigua a la temperatura de 250 K i els volem passar a vapor a 373 K. Calcula la quantitat de calor necessària.

A 270 K l'aigua està en estat sòlid, per tant, la calor total (Q) necessària serà la suma de la calor necessària per escalfar el gel des de 270 K a 273 K (Q1), la calor necessària per fondre el gel (Q2), la calor per escalfar l'aigua de 273 K a 373 K (Q3) i la calor necessària per vaporitzar l'aigua (Q4).

Q = Q1 + Q2 + Q3 + Q4

Q1 = 3 kg · (2,09 · 103 J / kg · K) · (273 - 250) K = 144.210 J

Q2 = 3 kg · (3,34 · 105 J / kg) = 1.002.000 J

Q3 = 3 kg · (4,18 · 103 J / kg · K) · (373-273) K = 1.254.000 J

Q4 = m cL = 3 kg · (2,26 · 106 J / kg) = 6.780.000J

La calor total és la suma d'aquestes quantitats: 9.180,21 kJ


Darrera modificació: dimecres, 16 d’octubre 2019, 11:56