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DEVlO. DE BIBLlo.TECJ\S BIBLlOTECA M.ll';jj(S Traduccion
Fernanda Miguetez Pose [ria Gonzalez Liano Ana Lopez
Con la colaboraci6n de Ruben Jarazo Alvarez
Natalia San Vicente Pellicer
•MADRID' BCGCTA • BUENCS AIRES' CARACAS' GUATEMALA· LlSBCA • MEXICO. NUEVA YCRK • PANAMA· SAN JUAN' SANTIAGO. • sAc PAULO.
AUCKLAND' HAMBURGO • LONDRE8 • MILAN' MONTREAL' NUEVA DELHI· PARIS SAN FRANCISCO· SIDNEY· SINGAPUR • 8T. LOUIS· TOKIO' TORONTO
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Editora: Concepcion Fernandez Madrid Composici6n: Gesbiblo, S. L. Impreso en: Fareso, S. A,
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CONTENIDO
Secci6n 1.5 GASES 2
Secci6n 1.7 ECUAcrONES DE ESTADO ................................................................................................... 10
Secci6n 1.8 CALCULO INTEGRAL.. ......................................................................................................... ' 13
PROBLEMAS GENERALES................................................................................................... 15
CAPiTULO 2. PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA ......................................................... 17 Seccion 2.1 MECANICA CLAsICA ..................... " ............ , ........ , ............... , .......... , ....... " .... ,...................... 17
Seccion 2.2 TRABAJO p.V............................................................ ", .............. ,', ..... ,..... ' .............. , ............ ,' 18
Seccion 2.6 CAPAClDADES CALORIFICAS ................................................................. ,.,........................ 22
Scccion 2.7 LOS EXPERIMENTOS DE JOULE Y JOULE·THOMSON .... , .... ,........................................ i2 Seccion 2,8 GASES PERFECTOS Y PRIMERA LEy, ......................................... , ........... , .. , ............... ,..... 23
Seccion 2.9 CALCULO DE MAGNITUDES INCWIDAS EN LA PRIMERA LEy .............................. , 25
Secci6n 2.11 LA NATURALEZA MOLECULAR DE LA ENERGiA INTERNA ..................................... 29
PROBLEMAS GENERALES ......................... " .. ,..................................................................... 30
Secci6n 3.4 CALCULO DE VARIACIONES DE ENTROPIA ....................................................... " ..... "... 37
Seccion 3.5 ENTROpiA. REVERSIBILIDAD E IRREVERSIBILlDAD".............................................. 40
St:cci6n 3,6 LA ESCALA TERMODlNAMICA DE TEMPERATURA::>"" ..... " .................................... .. 41
42
CAl'iTULO 4. EQUILIBRIO J\iIATERIAL ............................................................................... 47 Secci6n 4.4 LAS FUNCIONES DE GrBBS Y HELMHOLTZ." .................. """"............................... "...... 47
Seccion 4.5 REL\CIONES TERMODlNA.MICAS PARA UN SISTEMA EN EQUILIBRIO................. 47
Secci6n 4.6 CA.LCULO DE CAiVlJ:l.IOS EN LAS FUNC"lONES DE ESTADO ............... " ............... ".... 53
Secci6n 4,7 POTENCIALES QUIl\1ICOS Y EQUILIBRIO MATERIAL" .......................... . 55
Secdon :1.8 EQUILIBRIO DE FASES 56
Secci6n 4.9 EQUILIBRIO QUiMICO 57
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Secci6n 9.2
Seccion 9.3
FUNClONES TERi\lODINAMICAS NORMAlES DE REACCI(m ............................. 61 ESTADOS NORMALES DE LAS SUSTANCIAS PURAS ................................................... 61
ENTALP/AS NORMALES DE REACCrON .......................................... ...................... 61
ENTALPiA NORMAL DE FORMl\CION ................................................................ . 62
DETERMINACION DE LAS ENTAlPjAS NORMALES DE FORMACION Y REACClON .... 62
DEPENDENCIA DE LOS CALORES DE REACCI()N CON LA TEMPERATURA 66
UTILIZACION DE HOJAS DE CALCULO PARA OBTENER UN AJUSTE POLlN(j!vHCO 67
ENTROP/AS CONVENCIONALES Y LA TERCER A LEy..... ............................ 68
ENERGiA DE GIBBS NORMAL DE REACCION ................................................ 72
TAHIAS TERMOD!NAMICAS.................... ......................................................................... 73
EQUILIORIO ENTRE GASES IDEALES ............................................ , ............. . 79
DEPENDENCIA DE LA CONSTANTE DE EQUILIBRIO CON LA TEMPERATURA .... ~I
CALCULOS DEL EQUILIBRIO ENTRE GASES IDEALES ............................. ................. 84
EQUILIBRIOS SIMULTANEOS ..... . 90 DESPLAZAMIENTOS EN LOS EQUILIBRIOS ENTRE {lASES IDEALES ... 'll
PROBLEMAS GENERALES ................................................................................................. . 93
EQUIUBRIO D~: FMiES EN SISTEMAS DE UN COMI'ONENTE........................... 99 LA REOLA DE LAS FASES ........................................................................................ 99
EOUILIBRIO DE EASES PAl{i\S'iSTEMAS DE UJ;;!FOMPONENTE............. 102
LA ECUACrON DE CLAPEYRON .:.. : ...................... :::.................................... 104
TRANSICIONES DE FASE S(~L1DO-SOLlDO ........... ....................................... ................. 110
TRANSICIONES DE FASE DE ORDEN SUPERIOR .... ~...................................................... 110
PROBLEMAS GENERALES ................................................................ , .................... " ......... . 113
GASFS REALES •••••••••••••••••••:......................................................................... 117 ECUACIONES DE ESTADO DE UN CAS IDEAL..., ................................... , ... ,.................. Il7
DATOS CRiTlCOS Y ECUACIONES DE·ESTADO ............................................................. , 118
CALCULOS EN EL EQUILlBRIO LlOUIDO-Vt\POR ............................................... ,........ 120
LEY DE LOS ESTADOS CORRESPOND[El'h~s;.~;:....................................................... . 124
DEL GAS REA 1. Y DEL GAS 125
SERIES DE '128
MAGNITUDES MOLARES 134
1;IAGNITUDES DE MEZCLA.......................................................... 137
Seccibn 9.5 DISOLUCIONES 142
Secci6n 9.7 DISOLlJCIONES DILUiDAS 144
Seccion 9.8 PROPIEDADES TERMODlNAMICAS DE LAS DlSOLUCIONES DILUiDAS iDEALES .. 145
PROBLEMAS GENERALES ........... . 148
CAPiTULO 10. DISOLUCIONES No IDEALES .......................................................................... 153 Secci(}n lIli ACTIVIDADES Y COEFICIENTES DE ACTIViDAD ......................................................... 153
Secclon 10.2 FUNCIONES DE EXCESO...................................................................................................... 153
Secci6n 10.3 DETERMINACI()N DE ACTlVIDADES Y COEFICIENTES DE ACTIVlDAD................. 154
Secci6n 10.4 COEFICIENTES DE ACTIVlDAD EN LAS ESCALAS DE MOLARIDAD Y CONCENTRACI()N MOLAR ...................... :....................................................................... 156
Seccibn 10.5 MODELOS PARA COEFIClENTES DE ACTlVIDAD DE NO ELECTROUTOS ............1. 157
Seccion 10.6 DISOLUCIONES DE ELECTROUTOS.................................................................................. 160
Seccion 10.9 ASOCIACI()N IONICA......................................... .......................................................... 165
Scccion 10.10 PROPIEDADES TERMODINAMICAS DEL ESTAfJO NORMAL DE LOS COMPONENTES DE UNA DISOLUCJ()N .......... ............................................. ..................................... 160
S~ccion to.! MEZCL\S DE GASES NO
PROBLEMAS GENERALES .................................................................................................. 171
CU'ITULO 11. EQUILIBRIO QUill-lICO EN SISTEMAS No IDEALES ......................................... 175 Secci6n ILl LA CONSTANTE DE EQUIU·BRIO:........................................................ ............................. 175
S~cci6n I U EQUILIBRIO QUiMICO EN DISOLUClONES DE ELECTROUTOS ................................ 175
Secci6n 11.4 EQUIUBRIOS DE SOLIDOS 0 LlQUlDOS PUROS....................................... 182
SecciOfl 11.5 EQU!UBRIO QUiMICO EN MEZCLAS DE GASES NO IDEALES................................... 185
Secci6n 11.6 PROGRAMAS COMPUTACIONALES PARA CALCULOS DE EQUlUBR!O OUIMICO... 186
Seccibn INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA PRESION EN LA CONSTANTE DE EQUILlBR10 186
Secci6n 11.9 CAMBIO DE ENERGiA DE GIBBS DE UNA REACCION 189
PROBLEMAS GENERALES ................................................................................................. . 189
CAPITULO 12. EQlilLlBRIO DE FASES EN SISTEMAS MULTICOMPONENTES ........................... 191 Sccci6n 12.1 PROP!EDADES COUGATlVAS.... ............................. 191
Secc101]·12.2 DISMINUCION DE LA PRESION DE VAPOR.................... .................... 191
Sccci6n 12.3 DES(,ENSO DEL PUNTO DE (,ONGELACION Y AUMENTO DEL PUNTO DE EBULLICION........................................................... 191
SCCC;(ll1 I~A PRESION OSM()T!CA ........................................................ ,.................................. 195
S~,;ci6n 12.5 DIAGRAMAS DE FASES DE SISTEMAS DE DOS COMPONENTES.............. 197
Sc<:cll}(1 12.6 EQUILIBRIO LlQUIDO-VAPOR PARA SISTEMAS DE DOS COMPONENTES 198
S~cc;6n 12.7 EQUILIBRIO LiQUIDO-UQUIDO EN SISTEMAS DE DOS COMPONENTES............... 199
SeCCi('m 12.8 EQU!UBRIO SOLI DO-LiQu IDO EN SISTEMAS DE DOS COMPONENTES................. 201
Sccci6n 12.10 SOLUBILIDAD 205
Seccicm 12.12 SISTEMAS CON TRES COMPONENTES.. ................................................................ 207
CAPiTULO 13. Secci6n 13.1
SCCciOIl 16.3
Seccion 16.4
Secci()n 165
Scccioll 16.6
COLOIDES......... ............................................................................................................... 222
TERMODINAMICA DE LOS SISTEMAS ELECTROQuiMICOS 226 PI LAS GALVANICAS ........................................................................................................... . 226 TERMODINAMICA DE LAS PILAS GALVANICAS 226
POTENCIAS NORMALES DE ELECTRODO ........................................ .. 229 PI LAS DE CONCENTR/\C[()N........ ..................................................................................... 232
APLICACIONES DE LAS M EDIDAS DE FEM ..................................................................... 233
EQUILIBRIO DE MEMBR.'.NA .......... .. 237
PROBLEMAS 240
T.:ORiA CINETICA DE Los GASICS ............................................................... . 243 PRESION DE UN GAS lD~~ ....................................i ...................................................... . 243
TEMPERATURA 243
CAPAClDADES CALORlnCAS DE GASES IOEALES POLIATOMICOS ........... ,.: ...... .. 252 PROBLEMAS 253
FENOMENOS DE TRANSPORTE ...• : ....:t...........4.,J ............................................ .. 257
~~S~·~~~~~~I~~~.~.~~~I.ICA .........:::.<:-.::::::::::'!/::::..::.:::::::::::::::::::::::::::: 157
Secci6n 17.5 ECUACIONES CINETICAS Y CONSTANTES DE EQUILlBRIO
Scccion 17.9 RELACION ENTRE CONSTANTES CINETICAS Y DE EQUILIBRIO EN LAS
Seccion 17.1 CINETICA DE LAS REACCIONES ..................................... " .............. ".".............. "............. 275
Seccion 17.3 INTEGRACION DE LAS ECVAC[ONES CINETICAS......................................................... 277
Secci6n 17.4 DETERMINACION DE LAS ECVACIONES CINETlCAS ........................................... "".... 280
DE REACCIONES ELEMENTALES .......... " ...................................................... . 288
Scccion 11.7 INTEGRACION DE LAS ECVACIONES CINETICAS CONORDENADOR..................... 293
Seccion 17.8 INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA EN LAS CONSTANTES ClNETICAS .............. 293
REACCIONES COMPLEJAS .................................................................................................. 298
Seccion·17.11 REACCIONES UN1MOLECULARES.................................................................................... 299
Seccion 17.13 REACCIONES EN CADENA Y POUMERIZACIONES DE RADICALES LlBRES ......... 300
Secci6n 17.14 REACCIONES RAptDAS ........................ " ..... " ...................................................................... ~ 303
Seccionl7.15 REACCIONES EN DISOLUCIONES LIQUIDAS.................................................................. 303
Secci6n 17.16 CATALISIS .......................... " ..... " .... """..""..... "." .. ,, ................................................. " .. "....... 303
Seccion 17.19 DESCOMPOS[C[6N NUCLEAR ..... " .... """.......................... " .... ,,......................................... 307
PROBLEMAS GENERALES .......... " ........................... ".......................................................... 308 5-~"
CAPiTULO 18. JVIECANICA CUANTICA .................................................................................. 311 Seccion IS.! RADlACl6N DEL CUERPO NEGRO Y CUANTIZACION DE LA 311
Secci6n 18.2 EL EFECTO FOTOELECTRICO Y FOTONES...................................................................... 312
Seccion 18.5 EL PRINC'IP[O DE INCERTIDUMBRE ................................................................................. 313
Seccion 18.6 MECANICA CUANTICA ........................................................................................................ 314
Sl!ccion 18.7 LA EeUACION SCHRODINGER INDEPENDlENTE DEL T1EMPO ............................... .. 315
SI!cci6n [8.8 LA PARTicULA EN UNA CAJA UNIDIMENSIONAL....................................................... 317
Sl!ccion 18.9 LA PARTicULA EN UNA CAJA TRIDIMENSIONAL........................................................ 318
Sl!ccion 18.10 DEGENERACI0N .................................................................................................................... 319
Secci6n IS.11 OPERADORES ................................. .. 319
Secci6n 18.14 EL ROTOR RiGIDO DE DOS PARTicULAS ...................................................................... . 324
Secci6n 18.15 METODOS APROXIMADOS 324
Secci6n 18.16 OPERADORES HERMiTICOS ..................................... .. 3~5
PROBLEMAS GENERALES ............................. . 328
Secci6n 19.2 ANTECEDENTES HISTORICOS 330
Seccion 19.4 MOMENTO 334
FsriN DEL ElECTR()N 335
Seccion 19.7 MOMENTO ANGULAR ORBITAL TOTAL Y DE ESPIN ......... .. 337
Seccion 19.8 ATOMOS MUL.TlELECTRl)NICOS Y LA TABLA PERIODICA ........ .. 339
PROBLEMAS GENERALES .................................................................................. . 341
Secci6n 203 LA MOLECULA ION DE lHDROGENO................................................................................ 354
Seccion 20.4 METODO SIMPLE DE OM PARA MOLECULAS DlATOM1CAS ........................ 355
Seccion 20.5 FUNCIONES DE ONDA SeF Y DE HARTREE·FOCK...................................................... .. 356
Seccion20.6 TRATAlvllENTO OM EN MOLECULAS POLlATOMICAS ............................................. .. 356
Scccion 20.8 CALCULO DE PROPIEDADES MOLECULARES 359
Secci6n 20.10 TEORIA DEL FUNcrONAL DE LA DENSlDAD 360
Seccion20.l1 METODOS SEMIEMPjRICOS .. 362
PROBLEMAS GENERALES. .......................................................................................... 365
Seccion 21.2 ESPECTROSCOPIA ~e
. .Seccilll1 21.4 ESPECTROS ROTAC10NALF$ Y VIBRACIONALES DE MOLECULAS BIATOlVflCAS.. 371
Seccion 21.5 SIMETRIA 7.75
Secci6n 21.8 VlBRACION DE MOLECULAS POLl{\TOMICAS.... ................. 378
Seccion 21.9 ESPECTROSCOPIA INFRARROJA .... :.c.............. ................... ................... .................. 379
Seccion 2!.10
Seccion 2L!3 ESPECTROSCOPIA DE RESONANCIA DE EspiN.8ntcmoN 386. :.;. .. ,~
Seccion 2L!4 DISPERSION DE ROTACION OPTICA Y D1CROisM0 CI RCULAR 386
387
PROBLEMAS 396
Seccion 22.:: COLECTIVO CAN()NICO.................................. ............................ 399
Seccion :::2.3 FUNCION DE PARTICrON CANONICA PARA UN SISTEMA DE PARTICVLAS QUE NO INTEREACCIONAN....................................... ............................................. 400
Seccion 12.4 FUNCION DE l'ARliCiON CANONICA DE UN GAS IDEAL PURO ................................ 401
Seccion 22.5 LA LEY DE DISTRlBlJCION DE BOLTZMANN PARA MOLEClJLAS NO INTERACClONANTES................................ . ........................................................................ 402
Sec cion 22.6 TERMODINAMICA PARA GASES IDEALES MONOATOMICOS Y DlATONICOS ...... 404
Seccion 22.7 TERMODINAMICA ESTADisTICA DE GASES IDEALES POLIATOMICOS.................. 416
Seccion 22.8 PROPIEDADES TERMODINAMICAS Y CONSTANTES DE EQUILIBRIO DE GASES IDEALES ......................................................... , ...... , ... " .. , .... " .... ,', ....... ,', .. ,', .......... ,.. 418
Secci()n 22.9 LA ENTROpiA Y LA TERCERA LEY DE LA TERMODINAlvllCA .................................. 419
Scccitin 22,10 FVERZAS INTERMOLECULARES ............. , .... , ................ " ......... .. 419
Scccion 22.11 MECANICA ESTADISTICA DE FLUIDOS 422
PROBLEMAS GENERALES ... , ........ , ",." ........ ,"', .................. " .......... ,"", ... , .......... .. 413
CAPiTULO 23. TEORiA DE LAS VELOCIDADES DE REACCION .............................................. 425 Seccion 23,1 TEORiA DE COLISIONES DE ESFERAS RiGlDAS PARA REACCIONES
EN FASE GASEOSA .......... , ............................................................... . 425
Secci6n 23.3 DINAMICA MOLECULAR DE LA REACC!()N ............... . 425
S~cci61123.4 TBORiA DEL ESTADO DE TRANSICION PARA REACCIONES ENTRE GASES 425
Scccitin 23,5 FORMULACION TERMODlNAl'vllCA DE LA PARA REACCIONES EN FASE GASEOSA .; .......................................... .. 429
Secci6n 2],8 REACCIONES EN DISOLUC!('JN ................................. , ................................................... . 429
PROBLEMAS GENERALES ....................... , ..................... " .. , ", .. ,"',.,"""", ............... .. 431
CAPiTULO 24. S{)LlOOS Y LiQulDos .................................................................................... 433 Scccion 24,] ENLACE EN LOS SOUDOS ................................................................................ 433
Seccion 2+.4 ENEROiA DE COIIESI()N DE LOS SCn.IOOS.................................................................... . 433
Seccl6n 24,) CALCVLO TEORI(,O DE LAS ENERG[AS DE COHESION ......... 433
Secci6n 24,7 ESTRlJCTURA DE LOS 436
Secci6n 24.8 EJEMPLOS DE ESTRUCTURA CRISTALINAS 437
Secci6n 2~,9 DETERM!NAUC)N DE ESTRVCTLIRA CRISTALlNAS ........ 438
Sccci6n 24,1l TEORiA DE BANDAS DE LOS 439
Scccltln2:t.12 MECA.'!IC\ ESTAOisTICA DE LOS CRISTALES 439
Scccion :;·+.14 LIQUIOOS
PARA EL ESTUDIANTE
EI propusito de esle manual de soluciones es aYlldarle a aprendcr Fisicoquimica. Este propusito no se conseguini si utiliza este manual para evitar Sll proplo trabajo personal. No puede aprender a toear la guitarra solo leyendo Iibros titulados "C6mo (oear la guitarra". u observando a olras personas !oear una guitarra. Par e: contrario, es mejor utilizar su tiempo pra.:licando rculmente con la guitarra. 19uulmente, no aprendeni a resolver problemas de Fisicoquirnica leyt:ndo un ieamente las soluciones de: estc: manual. Al contrario, es mejor utilizar la mayoria de su tiempo en trahajar los problemas,
No mire la soluci6n a un problema hasta que haya realizado un esfuerzo sustancial para trabajar el problema pOT
Sl mismo, Cuando se trabaja un problema, se aprende mucho mas que cuando s610 se lee la soluci6n. Puede aprender mucho trabajando un problema, allll cuando no 10 resuelva. EI verdadero aprcndizaje requiere una participaci6n activa por su parte. Despues de que haya mirado la soluci6n de un problema que no pudo resolver, cierre elmanllul de solliciones e intente nllevamentc resolve do por sl mismu, ,
Utilicc cste manual de soluciones como un incentivo para trabajar los problemas, no como lIna lorma de evitar hacerlos.
Ira N. Levine
~,.., ~~~""Z~~~"uUf-,"~.C ~~"~'7Wf'J.ufQ'\~l!'~~·~ -"', '\'t":£'~:w~m,,, ~~~
1.1 ;,Verdadero 0 lhlso'> (a) Un sistema cenado no puede interaccionar con sus alrededores. (b) La densidad es una propiedad intensiv(l, (e) 1:1 Occam) Atl!\ntico es un sistema abierto. (d) Un sistema homogeneo delle ser una sustancia pum. (e) Un sistema que contiene una unica sustancia debe ser homogeneo.
(a) F. (b) V. (e) V. (d) F. (e) F: una mezcla de hielo y agua <.Oontiene una (mica sustancia.
1.2 Diga cllales de los siguientes sistemas son cerrados () abiertos, aislados 0 no aislados: (u) un sistema encerrado entre paredes rigidas, impermeables y termicamente conductoras: (ll) un ser humano; (c) cl planeta Tierra.
(a) Cerrado, 110 ai"Jado: (b) Abierlo, no aislado; (c) Abierto, no aislado,
1.3 i,Cwlnlas lases hay en lin sistema que consiste en (a) CaCOJs), CaO(,,) v (b) tres trozos de AgBr s6lido, un trow de Agel s61ido y una solncioll acuosa salurada de 'estas sales ..
(a) Tres: (b) Tres: AgBr solido: Agel solido, y Ia solucion.
1..4 ExpJique por que la definicion dt: una parcd adiabatica en la Seccion 1.2 especilica que la pared sea rigida c impermeable.
Porque las diierencias de presi<in () composicion entre los sistemas A y B no provocan cambios en las
propit'dades de A y B.
1.5 La dCl1sidad del oro es 19.3 glcm'; a temp..:ratllraambiente y I aIm. (a) Exprese estadensidad en kglm'. (b) Si d oro se ,ende a JOU € la onza, ;.por cuallto sc wndcria Uti metro cllbico? Una onza = 480 granos: I grano (117()OO) libra: una libra = 453,59 g.
(al oo193()O E.
300E 1 onza 7000 "ranos I libra ) '~ c'(b) --'-.--.-- - (,6) elt! onza 480 granos I libw 45359 g ~
m=pf.' (19Jgicm;)(IO"cm)) 1,93;<IO'g
(1,93 ;< 1(1 )(9,65 €:~.O 1,86€x Ill' €.
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1.6 (,Verdadt!ro 0 falso? (al Un gramo es un numero de Avogadro veces nuis pesado que una uma. (b) La constante dt! Avogadro N, no bene unidades. (el Las fracciones molares son propiedades intensivas. (d) Un mol de agua contiene e! ntunero de Avogadro de mol<iculas de agua.
(al V (b) F. (e) V (d) V
1.7 Para et 0,. de (a) el peso molecular; (h) la masa molecular; (ella musa molecular relativa; (d) la masa molar.
(al32,0. (b) 32,0 uma (e) 32,0. (d) 32,0 g/moL
1.8 Una disolucion de Hel en agua tiene eI12,0% en masa de HeL Calcule las fracciones mol ares de HCI y Hp en esta disolucion.
100 g de disolucion contienen 12,0 g de Hel y 88,0 g de agua. (12,0 g) nHC1
mo1l36,46 g) = 0,329 mol; n",o (88,0 g)(1 mo11l8,015 g) mol.
"He; = 0,3291(0,329 + 4,88,) = 0,0631; xll,n I 0,9369. x llel
1.9 Calcule la masa en gramos de (a) un atomo de (h) una molecula de agua.
12,0 gimol(a) " 1,99 10"] giatomo 6,022 10" atomos/mol
(b) 23 6,022 x 10'-' moleculas/mol 2,99 10- g/molecula
w::::- ..... ~-
J 1.10 i,Verdadero 0 falso? (a) En In escala el punto de ebllllici~ del agua es ligeramente inferior a 100,00ue.
(b) Multiplicar par dos la temn<'rmlrA de un gas ideal a volulllen y cantidad de gas constantes Illllitiplican\ par dos la presion. PVl/ilT es el mismo para todos los gases en el limite de presion eero. (tI) EI cocientc PVlnT cs el los gases en el limite de presion cero. (e) Todos los gases ideales tiencn lu misma y Todos los gases ideales lienen igual ntmlero de moleculas pOl' unidad de volllmcn a 25"C 11 10 bar de
~, .. (a) V. (b) V. (e) F. (d) V. (e) F. (f) V.
l.ll Haga las siguientes conversiones: (a) 5,5 111) a C;11-'; (b) l,il(:~jG bar (donde I GPa =10" Pal; (e) 1,0 GPa a atm; (<lJ 1,5 g/cm' a kg/m-'. . "1., : I .
~t~, !';!'":~ .' -'.~(:1) (5,5 m ')( 100 em)J/( I m)' 5,5 x 10" ';I-q', :~ ..."'­
(b) (1,0 10" Pal(l bar)/( 10' Pal 1,0 K 10" bar.
"', (c) (1,0 z 10" PalO atm)/(l0I325 Paj 0,99 x to' atl~~
", '}1
l 15 g I kg 10" cm =15xI0' kg/m l .
(d) --"---flO' " ~ , cm '"
1.12 En la Figura 1.2, si eI nivel del mercurio en las ramas izquierda y dereeha del manometro es de 30,43 em y 20,2f em, respectivamente, sobre su parte inferior, y si la presion barometric a es de 754,6 torr, calcule la presion del sistema. Despreeie las correcciones de las leeturas del manometro y el barometro debidas a la temperatura.
La presion del sistema es menor que la presion barometriea en 304,3 torr - 202,' torr = 102,2 torr. Por 10
tanto, P,''',m, = 754,6 torr - 102,2 torr = 652,4 torr.
~/"" 1.13 (a) Un fisico del siglo XVII eonstruyo un barometro con agua que salia por un agujero en el tejado de su
casa, para que sus veeinos pudieran predecir el tiempo a partir de la altura del agua. Suponga que a 25°C un barometro de mercurio marca 30,0 pulgadas. i,Cmil seria la altura eorrespondiente de la columna en un barometro de agua? Las densidades del mercurio y del agua a 25°C son 13,53 y 0,997 g/cmJ, respectivamente. (b) i,Que presion en atmosferas eorresponde a 30,0 pulgadas de un barometro de mercurio a 25°C en un lugar don de g = 978 em/s'? '
(a) P PHgghHg PH,ogh",o' entonees p"gh". PH,ohH,o'
h = (13,53 g/cm' )(30,0 ~ulgadas) = 407 ul adas 33,9 pies ",0 0,997 g/cm' p g
donde se despreeia la presion de vapor del agua.
(b) Utilizando 'j'"': pgh YEcuacion (2.8) obtenemos P como (13,53 g/em')(978 cm/s')
, I atm (.>0,0 x 2,54 cm) .' = 0,995 atm.
1013250 dlll/cm:
1.14 Deduzca la Ecuaeion (l.l7) a partir de la Ecuacion (l.l8).
Para m constante, n es constante, de ahi que (l.l8) sea PVIT= nR = constante, que es (l.l7).
1.15 (a) (,Cu,il es la presion ejereida por 24,0 g de dioxido de cal'bono en un recipiente de 5,00 La O°C? (b) Una regia aproximada es que un mol de gas oeupa un pie ellbieo a temperatura y presion ambiente (25°C y I…