Cuadros de dialogo y ejercicios de repaso Unidad 4 - Propiedades de La Materia

Cuadros de diálogoExpresa con tus propias palabras en que consiste la tarea fundamental en este apartado. La tarea consiste en dar explicaciones cuantitativas con ecuaciones de presión y temperatura para relacionarlas con la velocidad y la energía que tiene las moléculas y esa relación con las leyes de los gases. ¿Por qué al caracterizar el modelo de gas ideal en el texto se dice separación “promedio” entre las moléculas? ¿Qué significa esto? Dice “separación promedio” porque no todas las moléculas están separadas a la misma distancia, se dice promedio por que es la que está más próximo a las distancias que hay. Resume con tus propias palabras las similitudes y diferencias entre el modelo de gas ideal y los gases reales. Diferencia: Se diferencia de las de los gases ideales por la presencia de dos términos de corrección; uno corrige el volumen, el otro modifica la presión. Similitud: Los gases reales, a presiones y temperaturas cercanas a las ambientales, actúan como gases ideales. Describe las características esenciales del modelo de gas ideal. ¿En qué casos los gases reales se aproximan a dicho modelo? El gas real se aproxima más al gas ideal cuanto mayor sea la separación promedio de sus moléculas. ¿Cuántas moléculas habrá en el aire encerrado de la jeringuilla de la figura 4.2? Un gigantesco número de moléculas. Realiza un esquema que ilustre, simbólicamente, la relación entre la presión de un gas y las magnitudes de las cuales ella depende. ¿Cómo explicas desde el punto de vista microscópico, el hecho de que la presión ejercida por el aire encerrado en una jeringuilla aumente al disminuir su volumen? Al disminuir el volumen, aumenta la frecuencia de estos choques y, por tanto, la presión. ¿De qué otro modo, además de disminuir su volumen, es posible aumentar la concentración de moléculas de un gas? Aumentando la temperatura. ¿Por qué al aumentar la velocidad de las moléculas de un gas, aumenta la presión que el ejerce? Porque también aumenta la concentración de gas. ¿Por qué será que en los termómetros que utilizan líquido, este generalmente es mercurio? Por qué el mercurio se expande relativamente más rápido y parejo, permitiendo que se eleve dentro del tubo de vidrio para indicar la temperatura externa. Precisa en cada una de las dos situaciones siguientes, entre que cuerpos se establece el equilibrio térmico luego de cierto tiempo: al colocar un trozo de hielo en el agua, al dejar un vaso de agua fría sobre la mesa. En el caso del trozo de hielo en el agua, el equilibrio térmico se da entre el hielo y el agua pues el hielo se pone en equilibrio con la temperatura del agua. Cuando se pone el vaso de agua fría sobre la mesa el equilibrio se da entre el agua y el ambiente. Menciona ejemplos de la vida diaria diferentes a los del texto, que ilustren que los cuerpos tienen a igualar sus temperaturas. Un pan dentro de un horno caliente, una paleta en el congelador, una ropa mojada en el sol. ¿Qué fenómeno estudiado en el primer capítulo pone de manifiesto que la temperatura y la velocidad de movimiento de las moléculas están estrechamente relacionadas? Presión. Indaga como se establecieron el 0 y el 100 de la escala Celsius. Se dio entre el punto de congelamiento del agua se fijó en 0°C y el punto de ebullición del agua en 100°C. Expresa 27 °C en kelvin. 300.15 K La dependencia entre v y y para un cuerpo en caída libre es v= √???. ¿Podría decirse que esa es la ecuación de estado para un cuerpo en caída libre? Si. Argumenta porque en el gráfico de la figura 4.6, la isotermia correspondiente a una mayor temperatura queda por encima de la otra. Porque está más alejada del 0, lo que significa que tiene mayor temperatura. ¿Por qué en la figura 4.8, una parte de las isobaras se ha presentado con línea discontinua? Argumenta por que la isobara correspondiente a una mayor presión está por debajo de la otra. Porque todos los gases, al descender la temperatura suficientemente, se transforman en líquidos. ¿Por qué en la figura 4.10, una parte de las isocoras se ha representado con línea discontinua? Argumenta por que la isocora correspondiente a un mayor volumen está por debajo de la otra. Por qué en los gases la temperatura los obliga a convertirse en líquidos. Ejercicios de repaso 1. La densidad del gas en cierto bombillo de filamento incandescente es 0.92 kg/m3 y su presión 8 x 104 Pa. A) ¿Cuál es la velocidad media cuadrática de sus moléculas? B) ¿En cuánto aumenta al encender el bombillo, si la presión del gas creció hasta 1.1 x 105 Pa? 3(8 ? 104 ??) a) V= √ = √26.1 ? 104 = 5.1 x 102 m/s 0.92 3(1.1 ? 105 ??) b) V= √ = √35.8 ? 104 = 5.98 x 102 m/s 0.92 598 m/s – 510 m/s= 88 m/s 2. Seis moléculas de un gas tienen velocidades de 500, 600, 600, 700, 800 y 900 m/s. Determina: a) la velocidad media, b) la velocidad media cuadrática. m m m m m m 500 s +600 s +600 s +700 s +800 s +900 s a) ? = = 683 m/s 6 m m m m m m (500 s )2 +(600 s )2 +(600 s )2 +(700 s )2 +(800 s )2 +(900 s )2 ?2 b) v2 = = 485,00 ?2 6 ?2 v= √485, 000 = 696 m/s ?2 4. Comúnmente la temperatura del cuerpo humano es 37 °C. Expresa dicha temperatura en kelvin. 273.15 + 37= 310.15 K 5. Calcula la energía cinética media de las moléculas del aire y la velocidad media cuadrática de las de oxígeno para: a) 40 °C, b) 0 °C (k= 1.38 x 10-23 J/K y m= 5.31 x 10-26 kg) 3 (1.38 ? 10−23 ?/?)(323 ?) a) = 6.48 x 10-21 J 2 2(6.48 ? 10−21 ?) v= √ = 494 m/s 5.31 ? 10−26 ?? 3 (1.38 ? 10−23 ?/?)(273 ?) b) = 5.65 x 10-21 J 2 2(5.65 x 10−21 J) v= √ = 461 m/s 5.31 ? 10−26 ?? 8. Un recipiente contiene gas comprimido a una temperatura de 27 °C. Si se deja salir la mitad de la masa del gas y la temperatura se eleva hasta 50 °C, ¿su presión será igual, mayor o menos que la inicial? Menor porque al dejar salir la mitad de la masa del gas la concentración de moléculas disminuye por lo que la densidad es menor y por resultado la presión es menor. 10. Cierto tanque de gas de cocinar tiene una capacidad de 22 L. si la presión del gas en el tanque es de 160 atm, ¿Qué volumen ocuparía el gas a la presión normal de 1 atm e igual temperatura? p1 V1 = p2 V2 V2 = V1 p1/p2 = 22 L (160 atm / 1 atm) = 3520 L = 3.5 m³