El documento presenta un ejercicio de cálculo de la presión atmosférica en la cima de una montaña, sabiendo que la temperatura de ebullición del agua allí es de 77.5°C. Explica que la temperatura de ebullición depende de la presión externa, y utiliza la ecuación de Clausius-Clapeyron para calcular que la presión atmosférica en la cima es de 0.43 atm.
Similar a Reacción química 5.Equilibrios físicos - Ejercicio 02 Cálculo de la presion en una montaña sabiendo la temperatura de ebullición del agua (20)
Reacción química 5.Equilibrios físicos - Ejercicio 02 Cálculo de la presion en una montaña sabiendo la temperatura de ebullición del agua
1. Problemas y ejercicios de
Reacción Química
Tema 5: Equilibrios físicos
Cálculo de la presión en una montaña sabiendo
la temperatura de ebullición del agua
triplenlace.com/ejercicios-y-problemas
2. Curso Básico de Reactividad Química
http://triplenlace.com/CBRQ/
Este ejercicio pertenece al
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Consejo
Trate de resolver este ejercicio (y todos) por sí
mismo/a antes de ver las soluciones. Si no lo intenta,
no lo asimilará bien.
Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
Este es el diagrama de
fases del agua para T >
0ºC. En rojo, la curva de
coexistencia, en la que el
agua coexiste en estado
líquido y de vapor (por
ejemplo, a 100 ºC y 1
atm)
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
Téngase en cuenta que la
presión de vapor de un
líquido va aumentando
con T. Cuando su presión
de vapor igual a la
presión externa, entra en
ebullición.
Concretamente, al agua
le pasa eso, por ejemplo,
a 100 oC.
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
Cuando la temperatura
del agua es de algo más
de 90 oC su presión de
vapor es de unos 525
mmHg. Si esa es la
presión externa en esos
momentos, el agua
hervirá a esa T. Es decir,
el punto de ebullición del
agua depende de la
presión externa.
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
A nivel del mar la presión
externa es de aprox. 1 atm
y el punto de ebullición del
agua es 100 oC.
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
En una “olla exprés”, la presión externa que
soporta el agua es mayor de 1 atm y por
tanto su punto de ebullición es mayor de
100 oC (ver gráfico; por ejemplo, si la presión
es 1500 mmHg el punto de ebullición del
agua será de 120 oC
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
Pero en lo alto de una montaña, al p < 1
atm, la T de ebullición será menor. Este es el
objeto precisamente de este problema:
sabiendo la T de ebullición del agua en la
cima de una montaña, averiguar el valor de
la presión allí.
10. lnpv = –(ΔHv/RT) + B
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
Para resolverlo podriamos
acudir a la ecuación de la
curva roja de la imagen,
que es la recuadrada en
amarillo. Esa ecuación liga
la presión de vapor del
agua con T. Pero el
problema es que no nos
dan la constante B para el
agua.
11. pv,2
pv,1
ΔH
R
=ln
1
T2
1
T1
––
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
Por eso tenemos que recurrir a la ecuación
integrada de Clausius-Clapeyron, que
relaciona dos pares de valores (p,T), uno de
ellos conocido (1 atm, 100 oC) y otro
conteniendo una incógnita (p, 77,5oC)
12. pv,2
pv,1
ΔH
R
=ln
1
T2
1
T1
––
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
13. pv,2
pv,1
ΔH
R
=ln
1
T2
1
T1
––
R =
T1 =
T2 =
ΔHv =
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
14. pv,2
pv,1
ΔH
R
=ln
1
T2
1
T1
––
R = 1,99 cal/molK
T1 = 100 ºC = 373 K
T2 = 77,5 ºC = 350,5 K
ΔHv =
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
Constante universal de los gases en cal/molK
Las T hay que expresarlas en K
15. pv,2
pv,1
ΔH
R
=ln
1
T2
1
T1
––
R = 1,99 cal/molK
T1 = 100 ºC = 373 K
T2 = 77,5 ºC = 350,5 K
ΔHv = [539,4 cal/g]
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
Para ser consecuente con las unidades, la
entalpía debemos expresarla en cal/mol
16. pv,2
pv,1
ΔH
R
=ln
1
T2
1
T1
––
R = 1,99 cal/molK
T1 = 100 ºC = 373 K
T2 = 77,5 ºC = 350,5 K
ΔHv = [539,4 cal/g] [18 g/mol] = 9709 cal/mol
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
17. pv,2
pv,1
ΔH
R
=ln
1
T2
1
T1
––
R = 1,99 cal/molK
T1 = 100 ºC = 373 K
T2 = 77,5 ºC = 350,5 K
ΔHv = [539,4 cal/g] [18 g/mol] = 9709 cal/mol
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
18. pv,2
pv,1
ΔH
R
=ln
1
T2
1
T1
––
pv,2
1
=ln
R = 1,99 cal/molK
T1 = 100 ºC = 373 K
T2 = 77,5 ºC = 350,5 K
ΔHv = [539,4 cal/g] [18 g/mol] = 9709 cal/mol
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
19. pv,2
pv,1
ΔH
R
=ln
1
T2
1
T1
––
pv,2
1
9709
1,99
=ln
1
350,5
1
373
––
R = 1,99 cal/molK
T1 = 100 ºC = 373 K
T2 = 77,5 ºC = 350,5 K
ΔHv = [539,4 cal/g] [18 g/mol] = 9709 cal/mol
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de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
20. pv,2
pv,1
ΔH
R
=ln
1
T2
1
T1
––
pv,2
1
9709
1,99
=ln
1
350,5
1
373
––
R = 1,99 cal/molK
T1 = 100 ºC = 373 K
T2 = 77,5 ºC = 350,5 K
ΔHv = [539,4 cal/g] [18 g/mol] = 9709 cal/mol
pv,2 = 0,43 atm
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Se mide la temperatura de ebullición del agua pura en la cima de cierta montaña y resulta ser
de 77,5 ºC. Sabiendo que la entalpía de vaporización del agua es ΔHv = 539,4 cal/g, calcular la
presión atmosférica allí.
21. Problemas del
Curso Básico de Reactividad Química
http://triplenlace.com/problemas-de-reaccion-
quimica/
Más…
También puede calcularse A0 del experimento 2 combinando los datos de este con los del experimento 1
Pico Argualas, Pirineos, 3046 m (Panticosa, Huesca)
En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
Pico Argualas, Pirineos, 3046 m (Panticosa, Huesca)
En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
Pico Argualas, Pirineos, 3046 m (Panticosa, Huesca)
En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
Pico Argualas, Pirineos, 3046 m (Panticosa, Huesca)
En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
Pico Argualas, Pirineos, 3046 m (Panticosa, Huesca)
En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
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En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
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En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
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En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
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En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
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En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
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En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
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En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.
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En termoquímica, la relación de Clausius-Clapeyron es una manera de caracterizar la transición de fase entre dos estados de la materia, como el líquido y el sólido. En un diagrama P-T (presión-temperatura), la línea que separa ambos estados se conoce como curva de coexistencia. La relación de Clausius-Clapeyron da la pendiente de dicha curva.