termodinamica

1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE QUÍMICA
Termodinámica Teoría
Fecha de entrega: 6 de septiembre de 2018 Parcial #1
Las respuestas se entregan el jueves 6 de septiembre de 2018. Organiza tus respuestas y preséntalas de forma
legible. No se debe elaborar carátula y utiliza las hojas por ambos lados. Has explícitas todas las suposiciones que
utilices en la resolución de los ejercicios. Si se encuentran respuestas iguales se anularán los exámenes involucrados.
Respuestas sin cálculos, sin unidades (las solicitadas) y sin explicaciones no son válidas.
Total del examen: 15 puntos
1. Lee con atención la siguiente situación y resuélvela: Dos ascetas vivían en lo alto de una torre de 100 m de altura.
La base de la torre estaba a 200 m del pueblo más cercano. Uno de los ascetas bajó de la torre y caminó hasta el
pueblo. El otro, que era mago, voló verticalmente hasta cierta altura y descendió volando en una trayectoria recta
hasta el pueblo. Los dos ascetas recorrieron la misma distancia. ¿Cuál fue la altura, en metros, que se elevó el mago?
[Valor: 2 puntos]
2. Si construyes un barómetro usando agua en lugar de mercurio, ¿qué altura, en metros, de una columna de agua
indicará una presión atmosférica de 101325 Pa, a 273.15 K? [Valor: 1 punto]
3. En un laboratorio en la Ciudad de México (P
atm
= 585 mm Hg) se midió la
presión del bióxido de carbono contenido en un recipiente con la ayuda de un
manómetro en forma de U. Observa el dibujo y contestar las siguientes
preguntas:
a) ¿Cómo es la presión del CO
2
con respecto a la presión atmosférica?
b) ¿Cuál es el valor de la presión manométrica, en Pa?
c) ¿Cuál es el valor de la presión del bióxido de carbono (presión absoluta),
en Pa?
[Valor: 3 puntos]
4. En el laboratorio de Termodinámica se establecen dos nuevas escalas relativas de temperatura; la escala Puma
(°P) y la escala Azul (°A). Si se considera la siguiente información experimental:
t(°P) Eb. Agua =
90
74 62 52 41 29 21 Fus. Hielo
=2
t(°A) Eb. Agua =
82
80 71 60 46 29 18 Fus. Hielo =
-10
Encuentra la ecuación que relacione °P con °A:
a) Con los puntos fijos y el intervalo entre ellos. [Valor: 1 punto]
b) Trazando una gráfica °P (ordenada) vs. °A (abscisa) y elabora la regresión lineal en Excel (o en otra hoja de
cálculo). [Valor: 1 punto]
c) Encuentra las siguientes equivalencias:
50ºP en ºA. [Valor: 1 punto]
20ºA en ºP. [Valor: 1 punto]
5. En la escala de temperatura Reaumur (°Re) se asigna un valor de 0 a la temperatura de fusión del hielo, y un valor
de 80 a la temperatura de ebullición del agua. ¿Cuál es la temperatura del cero absoluto en esta escala? [Valor: 2
puntos]
6. Imagina que te acaban de contratar en Infra, empresa dedicada al manejo y distribución de gases de interés
comercial. Tu jefe inmediato te solicita como primer problema a resolver, que diseñes un tanque de forma esférica en
el que se va a almacenar una masa de 20 lb de nitrógeno, a una temperatura de almacenamiento de 70ºF, en donde
se deberá leer una presión manométrica de 3800 mm Hg. Calcula el diámetro de dicho tanque, en cm, considerando
que la sucursal de Infra donde laboras se ubica en el puerto de Veracruz y que a esas condiciones el nitrógeno se
comporta como un gas ideal. [Valor: 2 puntos]
7. Cierta cantidad de CH4 se encuentra en un tanque a 100ºF. Un manómetro digital conectado al tanque registra una
lectura de -10 in Hg. El tanque se encuentra en un sitio donde la presión atmosférica es de 0.6 atm. ¿Cuál es la
densidad del CH4, en kg/m3
, dentro del tanque, si suponemos que se comporta como un gas ideal? [Valor: 1 punto]