Propiedades de las sustancias puras
¿Cuál es el significado físico de las dos constantes que aparecen en la ecuación de estado de Van der Waals? ¿Sobre qué base se determinan?
La constante a representa el aumento de la presión como resultado de las fuerzas intermoleculares; La constante b representa el volumen ocupado por las moléculas. Se determinan a partir del requisito de que la isoterma crítica tiene un punto de inflexión en el punto crítico.
¿Cómo difiere el proceso de ebullición a presiones supercríticas del proceso de ebullición a presiones subcríticas.
A presiones supercríticas, no hay un proceso de cambio de fase distinto. El líquido se expande uniformemente y gradualmente hasta convertirse en vapor. A presiones subcríticas, siempre hay una superficie distinta entre las fases.
Un hombre está cocinando un estofado de res para su familia en una cacerola que se encuentra a) descubierta, b) cubierta con una tapa ligera y c) cubierta con una tapa pesada. ¿En cuál de estos casos el tiempo de cocción será más corto? ¿Por qué?
Caso (c) cuando el recipiente esté cubierto con una tapa pesada. Debido a que cuanto más pesada sea la tapa, mayor será la presión en la sartén y, por tanto, mayor será la temperatura de cocción.
¿Qué es la calidad? ¿Tiene algún significado en la región de vapor sobrecalentado?
La calidad es la fracción de vapor en una mezcla saturada de líquido-vapor. No tiene sentido en la región de vapor sobrecalentado.
¿Hay alguna diferencia entre las propiedades intensivas del líquido saturado a una temperatura dada y las del líquido de una mezcla saturada a la misma temperatura?
No
¿Hay alguna diferencia entre las propiedades intensivas del vapor saturado a una temperatura determinada y el vapor de una mezcla saturada a la misma temperatura?
No
¿Es posible expresar la calidad como la relación entre el volumen ocupado por la fase de vapor y el volumen total? Explique.
No. La calidad es una relación de masa, y no es idéntica a la relación de volumen.
¿El punto de referencia seleccionado para las propiedades de una sustancia tiene algún efecto en un análisis termodinámico? ¿Por qué?
No. Porque en el análisis termodinámico nos ocupamos de los cambios en las propiedades; Y los cambios son independientes del estado de referencia seleccionado.
¿Por qué la temperatura y la presión son propiedades dependientes en la región de mezcla saturada?
Porque no se puede variar mientras se sostiene la otra constante. En otras palabras, cuando uno cambia, también lo hace el otro.
¿Cuál es el significado físico del factor de compresibilidad Z?
Representa la desviación del comportamiento del gas ideal. Cuanto más lejos está de 1, más el gas se desvía del comportamiento del gas ideal.
¿La cantidad de calor absorbido cuando 1 kg de agua líquida saturada hierve a 100°C tiene que ser igual a la cantidad de calor liberado cuando se condensa 1 kg del vapor de agua saturado a 100°C?
Sí. De lo contrario, podemos crear energía alternando vaporizando y condensando una sustancia.
¿Es cierto que el agua hierve a temperaturas mayores cuando se expone a presiones más altas? Explique su respuesta.
Sí. La temperatura de saturación de una sustancia pura depende de la presión. Cuanto mayor sea la presión, mayor será la temperatura de saturación o de ebullición.
¿El agua congelada es una sustancia pura? ¿Por qué?
Sí. Porque tiene la misma composición química en todas partes.
hfg cambia con la presión? como?
Sí. Se reduce con el aumento de la presión y se convierte en cero a la presión crítica.
¿Es cierto que se requiere más energía para evaporar 1 kg de agua líquida saturada a 100°C que a 120°C?
Sí; Cuanto más alta sea la temperatura menor será el valor de hfg.
¿Cuál es el principio de los estados correspondientes?
Todos los gases tienen el mismo factor de compresibilidad Z a la misma temperatura y presión reducida.
¿En qué condiciones es apropiado suponer como gas ideal a los gases reales?
Un gas puede ser tratado como un gas ideal cuando está a alta temperatura o baja presión con relación a su temperatura y presión críticas.
¿Cuál es la diferencia entre vapor saturado y vapor sobrecalentado?
Un vapor que está a punto de condensarse es vapor saturado; De lo contrario se trata de vapor sobrecalentado.
¿En qué tipo de recipiente un volumen determinado de agua hierve a mayor temperatura: en uno alto y angosto o en otro chico y amplio? Explique.
Un volumen dado de agua se hervirá a una temperatura más alta en un recipiente alto y estrecho ya que la presión en el fondo (y por lo tanto la presión de saturación correspondiente) será mayor en ese caso.
La tapa de una olla que ajusta bien con frecuencia queda pegada después de cocinar y es muy difícil quitarla cuando el recipiente se enfría. Explique por qué sucede esto y qué haría usted para quitar la tapa.
Una olla perfectamente ajustada y su tapa a menudo se pegan después de cocinar como resultado del vacío creado dentro como la temperatura y por lo tanto la presión de saturación correspondiente dentro de las gotas de la cacerola. Una manera fácil de quitar la tapa es recalentar los alimentos. Cuando la temperatura aumenta hasta el nivel de ebullición, la presión aumenta hasta el valor atmosférico y, por lo tanto, la tapa saldrá inmediatamente.
¿Qué proceso requiere más energía: evaporar por completo 1 kg de agua líquida saturada a 1 atm de presión o evaporar 1 kg de agua líquida saturada a una presión de 8 atm?
Vaporizando completamente 1 kg de líquido saturado a una presión de 1 atm ya que cuanto más alta sea la presión, menor es la hfg.
En 1775, en Escocia, el Dr. William Cullen produjo hielo al crear vacío en un recipiente de agua. Explique cómo funciona este dispositivo y analice cómo se puede llevar a cabo de manera más eficiente este proceso.
El hielo se puede hacer evacuando el aire en un tanque de agua. Durante la evacuación, el vapor también es expulsado, y por lo tanto la presión de vapor en el tanque cae, causando una diferencia entre las presiones de vapor en la superficie del agua y en el tanque. Esta diferencia de presión es la fuerza impulsora de la vaporización y obliga al líquido a evaporarse. Pero el líquido debe absorber el calor de la vaporización antes de que pueda vaporizarse, y lo absorbe del líquido y del aire del vecindario, causando la caída de la temperatura en el tanque. El proceso continúa hasta que el agua empieza a congelarse. El proceso se puede hacer más eficiente aislando bien el tanque de modo que todo el calor de vaporización proceda esencialmente del agua.
Si no se cuenta con tablas para líquido comprimido, ¿cómo se determina el volumen específico de un líquido comprimido a P y T dadas?
El líquido comprimido se puede aproximar como un líquido saturado a la temperatura dada. Así, Vtp = Vt@p
¿Cuál es la diferencia entre líquido saturado y líquido comprimido?
El líquido que está a punto de vaporizarse es líquido saturado; De lo contrario es líquido comprimido.
El propano y el metano se usan comúnmente en invierno para calefacción, y su fuga, incluso durante periodos cortos, representa un peligro de incendio en los hogares. ¿Cuál fuga de gas considera que representa un mayor riesgo de incendio? Explique.
El propano (masa molar = 44,1 kg / kmol) presenta un mayor peligro de incendio que el metano (masa molar = 16 kg / kmol), ya que el propano es más pesado que el aire (masa molar = 29 kg / kmol). El metano, por otra parte, es más ligero que el aire y por lo tanto se eleva y se filtran.
¿Cuál es el significado físico de hfg? ¿Es posible obtenerlo a partir de hf y hg? ¿Cómo?
El término hfg representa la cantidad de energía necesaria para vaporizar una unidad de masa de líquido saturado a una temperatura o presión especificada. Se puede determinar a partir de hfg = hg - hf.
¿Cuál es la diferencia entre el punto crítico y el punto triple?
En el punto crítico, los estados de líquido saturado y de vapor saturado son idénticos. En el punto triple las tres fases de una sustancia pura coexisten en equilibrio.
¿Cuál es la diferencia entre masa y masa molar? ¿Cómo se relacionan?
La masa m es simplemente la cantidad de materia; Masa molar M es la masa de un mol en gramos o la masa de un kmol en kilogramos. Estos dos están relacionados entre sí por m = NM, donde N es el número de moles.
Se sabe que en un medio más frío el aire caliente tiende a subir. Considere una mezcla tibia de aire y gasolina en la parte superior de una lata abierta de gasolina. ¿Considera que esta mezcla de gas subirá en un medio más frío?
La masa molar de la gasolina (C8H18) es de 114 kg / kmol, que es mucho mayor que la masa molar de aire que es de 29 kg / kmol. Por lo tanto, el vapor de gasolina se estabilizará en lugar de aumentar incluso si está a una temperatura mucho más alta que el aire circundante. Como resultado, la mezcla caliente de aire y gasolina en la parte superior de una gasolina abierta se instalará probablemente en lugar de aumentar en un ambiente más fresco
¿Cómo se definen la presión y la temperatura reducidas?
La presión reducida es la presión normalizada con respecto a la presión crítica; Y la temperatura reducida es la temperatura normalizada con respecto a la temperatura crítica.
Si la presión de una sustancia se incrementa durante un proceso de ebullición, ¿la temperatura también aumentará o permanecerá constante? ¿Por qué?
La temperatura también aumentará puesto que la temperatura de ebullición o saturación de una sustancia pura depende de la presión.
¿Cuál es la diferencia entre R y Ru? ¿Cómo se relacionan estas cantidades?
Ru es la constante de gas universal que es la misma para todos los gases, mientras que R es la constante de gas específica que es diferente para diferentes gases. Estos dos están relacionados entre sí por R = Ru / M, donde M es la masa molar del gas.
¿Es posible tener vapor de agua a -10°C?
Si