Ocupa el del recipiente. llj Si la presión de 1 O L de hidrógeno se triplica a temperatura constante, en qué porcentaje cambiará el volumen?

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1 SOLUCIONES DE LRS RCTIVIDRDES DEL LIBRO DEL RLUMNO 1. Por qué los gases ueden ser comrimidos tan fácilmente y no así los líquidos o los sólidos? Porque las moléculas de los gases están muy searadas unas de otras y mediante fuerzas se las uede unir más (disminuir su volumen); sin embargo, las artículas de los líquidos y de los sólidos se encuentran muy cerca unas de otras, con ocos esacios vacíos. 2. La ebullición de una sustancia ura sucede siemre a la misma temeratura? No, deende del valor de la resión exterior. Cuando la resión de vaor de la sustancia iguale a la del exterior, la sustancia entra en ebullición. 3. A qué se debe la resión que ejercen los gases sobre las aredes de los reciientes que los contienen? Cuáles crees que son los factores que la determinan? Se debe a los choques de las moléculas del gas con las aredes del reciiente. Los factores últimos que determinan una mayor o menor resión sobre las aredes del reciiente son la masa de las artículas del gas y la velocidad que llevan. 4. Un gas ideal ocua un volumen de S L a 20 oc y 1 atm de resión. Qué volumen ocuará a 2S oc y 2 atm de resión? licamos la ley combinada de los gases ideales: V 2 1 atm S L 2 atm V 2 -- = -~, 293 K 298 K ; V2 = 2 'S L 52) Basá ote en lo estudiado en años anteriores, da una exlica.dón a la vari ación en la exansión (dilatación térmica) que muestran los tres estados de la materia (tabla 2.1.). PROPIEDAD 1 Forma 1 Volumen 1 Rigidez Exansión o dilatación térmica Comresibilidad 1 Densidad 11 Proia 11 Proio 11 Rígido (no fluye) ESTADOS DE LA MATERIA 1 Pequeña 11 Pequeña Prácticamente nula 11 Alta 11 Media Prácticamente nula Ocua el del reciiente Fluido Exansión ilimitada Muy elevada 11 Baja La dilatación térmica de una sustancia se roduce al calentarla. Si la sustancia es sólida, las artículas que la forman aumentan su movilidad ero aenas ueden cambiar de osición debido a las grandes fuerzas de cohesión que las mantienen unidas. Si la sustancia es líquida ocurre lo mismo, si bien ahora las fuerzas de cohesión son algo menores y la sustancia líquida resenta un ligero aumento en su dilatación. En los gases, las fuerzas de cohesión son muy débiles y las artículas que forman el gas adquieren una gran movilidad exandiéndose muy fácilmente. O En cuál de los tres estados clasificarías los l~sticos, la lastilina, el vidrio? Se los uede clasificar como sólidos amorfos o como líquidos muy viscosos. D Si utilizáramos agua en lugar de mercurio, qué altura mínima debería tener el tubo del exerimento de Torricelli ara soortar la resión normal de 1 atm? Sabemos que 1 atm = Pa. Por otra arte, según el rinciio fundamental de la hidrostática: Patm = hg Desejando h y sustituyendo, tenemos: h = Pa kg/m 3 9,8 m/s 2 = 10,3 m D Calcula el valor de la resión atmosférica en Pa un día en el que el barómetro indica una altura de mercurio de 700 mm Hg. Establecemos la siguiente roorción: 760 mmhg 700 mmhg 4 1, Pa xpa ;x = 9 ' Pa O Qué es un manómetro?, cómo funciona?, cuántos tios diferentes hay? Busca la información en un diccionario o en Internet. RESPUESTA LIBRE. O Cierto gas ocua 320 cm 3 a mbar de resión. Qué volumen tendrá a una resión de 1,7 atm? Lo rimero que haremos es convertir la resión de 1,7 atm a milibares: 1 atm 1,7 atm = --b-;x = 1 722,1 mbar m b ar x m ar Suonemos que la temeratura es constante y alicamos la ley de Boyle: V = 'V'. Sustituimos mbar 320 cm 3 = 1 722,1 mbar V' V'= 191 cm 3 O Calcula la resión ejercida or 2,S L de un gas ideal si se sabe que a la misma temeratura y a S atm ocua un volumen de 100 m l. Como la temeratura es la misma, odemos alicar la ley de Boyle:, V, = P2V2 Sustituimos valores: S atm 0,1 L = 2 2,5 L; 2 = 0,2 atm llj Si la resión de 1 O L de hidrógeno se trilica a temeratura constante, en qué orcentaje cambiará el volumen? Como la temeratura es la misma, odemos alicar la ley de Boyle:, V, = P2 V2 Sustituimos valores:, 1 O L = 3, V 2 ; V 2 = 1 0/3 L Es decir, disminuye la tercera arte un 33,3 %. O Qué volumen corresondería a un gas que está a una temeratura de -273 oc? Qué significado físico encuentras a ese resultado? Le corresondería un volumen de O L. Eso es imosible, ya que si hemos artido de un número de~erminado de átomos del gas que ocuan un cierto volumen, este no uede hacerse cero or disminución de su temeratura, uesto que imlicaría la desaarición de los átomos.

2 iiil A una temeratura de 25 oc una masa de gas ocua un volumen de 150 cm 3 Si a resión constante se calienta hasta 90 oc, cuál será el nuevo volumen? Alicamos la ley de Charles y Gay-Lussac: v, V 2 T 1 T 2 Sustituimos valores: 150 cm 3 V --- = V= cm K 363 K' ' [i] De un gas conocemos el volumen que ocua; es suficiente hecho ara conocer la cantidad de gas resente? No. Además, debemos conocer la resión y la temeratura a la que se encuentra. ie Pueden 2 L de un gas ideal, a 20 oc y 2 atm de resión, ocuar un volumen de 3 L si modificamos las condiciones hasta 4 atm y 606 oc? Alicamos la ley combinada de los gases ideales:,v, 2V T, T 2 Sustituimos valores y como la siguiente igualdad es cierta: 2 atm 2 L 4 atm 3 L 293 K 879 K concluimos que el enunciado si es osible. il.] [m Se sabe que cierta cantidad de gas ideal a 20 oc ocua un volumen de 1 O L cuando el manómetro indica 780 mm Hg. Calcula: a) La cantidad de gas en mol. b) El número de artículas gaseosas allí existentes. e) El volumen que ocuaría en condiciones normales. a) Alicando la ecuación general de los gases ideales, V = = nrt, calculamos el número de moles del gas: (780/760) atm 1 O L = n 0,082 atm L/ mol K 293 K n = 0,4 mol b} Establecemos la siguiente relación: 1 mol 0,4 mol 6, artículas x artículas x = 2, artículas e} Alicamos la ecuación de los gases: V = nrt y sustituimos 1 atm V= 0,4 mol 0,082 atm L!mol K ; V= 9 L iij [m Calcula las resiones arciales que ejercen cada uno de los gases de una mezcla formada or 4 g de hidrógeno (H 2 ) y 8 g de oxígeno (0 2 ) si el manómetro instalado en el reciiente marca 2 atm. Alicamos la ley de las resiones arciales de Dalton: nh, 4g 2 g/mol Sustituimos: nh,p PH, = nt no,p Po, = nt Rg 2 mol de H 2 ; n 0 = - ' 32 g 1 mo 1 2 atm PH = 2 mol ' 2,25 mo 1 1,78 atm 2 atm Po = 0,25 mol = 0,22 atm ' 2,25 mo 1 u,l:> m01 a e v 2 Se comrueba, así, que la suma de ambas sustancias coincide con la resión total: 1,78 atm + 0,22 atm = 2 atm W Según la teoría cinético-molecular, exlica or qué todos los gases, a temeratura y resión normales, cumlen las leyes de Boyle y de charles y Gay-Lussac. Porque en esas condiciones las moléculas de los gases están muy searadas entre sí y ejercen oca atracción. A bajas temeraturas, cerca de la licuefacción, disminuye la energía cinética y aumentan las fuerzas de atracción entre las moléculas, estas se unen y hay menos artículas individuales y, or lo tanto, menos choques que los que redice la teoría cinética. A resiones altas, el gas se encuentra comrimido, y el volumen ocuado or las roias moléculas (desreciado en las leyes) es una arte imortante del volumen total. ira Define resión de vaor de un líquido. Es única ara ca:cial sustancia? Puedes utilizar Internet ara comraba uesta. rn Es la resión de equilibrio ej erdda, a eratura, or las moléculas det r vaor y or las de vaor Su valor es indee or resentes (m i ~ tio de sustanáa Aumenta vaor de:f r, Disminuyendo la resión. Por ejemlo, sacando aire del recinto con una bomba de vacío. il) Observa la tabla 2.4 e indica un rango de temeraturas en el que se encuentre la temeratura de ebullición del éter dietílico a resión normal. [Agua 0,006 o 0,0313 0,217 1,000 [ ~ter dietmco 0, ,6184 1,7434 6,393 4 Entre oc y más cerca de 25 que de 50 oc, orque en ese intervalo la resión de vaor alcanza el valor de 1 atm. W Teniendo en cuenta la teoría cinético-molecular, identifica entre los siguientes modelos realizados or ordenador, cuáles corresonden a las trayectorias seguidas or las artículas de un sólido, de un líquido y de un gas. La de la izquierda son las trayectorias de las artículas de un gas, las del centro, de un líquido y las de la derecha, de un sólido. Cuestiones Estados de la materia roblemas U Indica tres roiedades físicas que distingan a sólidos, líquidos y gases. La forma, la densidad, la mayor o menor comresibilidad, la fluidez... O Cuál es la diferencia entre evaoración y ebullición? La evaoración es el aso de líquido a gas roducido en la suerficie libre de los líquidos. La ebullición es el aso de líquido a gas que sucede en toda la masa de líquido.

3 D El término «fluidos» se alica or igual a líquidos y a gases. Ahora bien, cuál de las dos formas de materia manifiesta una menor tendencia a fluir? Por qué? Los líquidos, ues en ellos las fuerzas existentes entre sus artículas son mayores. D Por qué sentimos frío al salir mojados de la iscina? El roceso de evaoración consume energía; entonces, la energía cinética media de las moléculas que ermanecen en estado líquido desciende, y la temeratura disminuye. Al bajar la temeratura del líquido, este tiene que absorber calor de los alrededores, en este caso de la iel. D Si rodeas el bulbo de un termómetro que está marcando la temeratura ambiente con un año humedecido en agua que también está a temeratura ambiente, marcará lo mismo el termómetro? Razona tu resuesta. No, ues la evaoración del líquido del año roducirá un enfriamiento del entorno, y la temeratura del termómetro descenderá. O Por las mañanas es frecuente observar gotitas de agua (rocío) sobre las hojas de las lantas; cómo se han formado? Por la condensación del vaor de agua que contiene la atmósfera sobre suerficies frías. O Cuál es la diferencia entre rocío y escarcha? El rocío es agua líquida roducida or la condensación del vaor de agua que contiene la atmósfera sobre suerficies frías. La escarcha es agua congelada roducida or la sublimación del vaor de agua de la atmósfera sobre suerficies muy frías, inferiores a O oc. Leyes de los gases llj Exlica or qué las variaciones de altura de la columna de mercurio en un barómetro constituyen una medida de la resión atmosférica en ese momento. Porque, en cada momento, la altura de la columna de mercurio se ajusta ara equilibrar la fuerza ejercida or la atmósfera sobre la suerficie libre del mercurio de la cubeta. D Qué significa que la relación entre la resión de un gas y el volumen que ocua (cuando la temeratura se mantiene constante) sea hierbólica? Que la relación -V se ajusta a la ecuación de una hiérbola: V=kJ_ i]] Por qué la gráfica V-T, a resión constante, es una recta? Porque la relación V-T se ajusta a una ecuación lineal: V= kt donde la constante k reresenta la endiente de la recta. m Qué significa ley combinada de los gases? La ley combinada de los gases es aquella que tiene en cuenta las variaciones de, T y V de un gas ideal, es decir, cuando ninguna de las tres magnitudes ermanece constante. ie Qué se entiende or gas ideal? Gas ideal es aquel que cumle al 100 % la ley combinada de los gases. il] Por qué no se uede alcanzar el cero absoluto de temeratura? ii] Porque a esa temeratura, el volumen de una masa inicial de gas se haría cero, es decir, desaarecería! El manómetro que se utiliza ara calcular la resión de los neumáticos de un vehículo, mide la resión absoluta en el interior del neumático? No, mide la diferencia entre la resión interna y la resión atmosférica externa. W Algunas de estas gráficas reresenta la ley de Boyle? l e V V 1/V Las tres gráficas reresentan la ley de Boyle: k =-v ~k(~) V= k T= cte [[a Algunas de estas gráficas reresenta la ley de Charles y Gay-Lussac? V V V Ninguna reresenta esta ley: T = cte e En la gráfica de la izquierda se observa que a O K el gas ocua un cierto volumen, esto no uede ser, ues a T = O K; V= O. e En la siguiente no se ha tenido en cuenta la licuefacción del gas (a menos que ensemos que se trata de un gas ideal que no se licuara). Sabemos que a artir de ese unto no se cumle la ley de Charles. e En la gráfica de la derecha la recta debe tener endiente (la resión que corresonda). W Se odría usar un gas como sustancia termométrica? Sí, tanto considerando las variaciones de su volumen como las variaciones de su resión. ie] Indica de forma razonada si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Si se calienta un gas desde 1 O oc hasta 20 oc, a resión constante, el volumen se dulica. b) El volumen se reduce a la mitad si se enfría un gas desde 273 oc hasta O oc, a resión constante. e) Si se enfría un gas desde 600 oc hasta 200 oc, a resión constante, el volumen se reduce a la tercera arte. a) Falsa, ues 283 K (1 O C) no es el doble que 293 K (20 C). b) Verdadera, ues 546 K (273 C) es el doble que (O C). e) Falsa, ues 873 K (600 C) no es el trile que 473 K (200 C). W Se uede aumentar el volumen de un gas sin calentarlo? Razona tu resuesta. Sí, dism inuyendo la resión a temeratura constante. V = V' T

4 ~ Una habitación tiene las siguientes medidas: 1 O m de largo, 5 m de ancho y 3 m de alto. Si la temeratura de la misma asa de 1 O oc a 25 oc al encender la calefacción, qué volumen de aire, medido a 25 oc, entrará o saldrá dé la habitación or los resquicios de uertas y ventanas? A resión constante: con lo que: V 2 = 158 m 3 v, V 2 150m 3 V 2 -=-~---=-- T, T K 298 K Por tanto, saldrá una cantidad de aire de: 158 m m 3 = 8 m 3 ffi Calcula cuántos reciientes de 2 L a 20 oc y 1 atm de resión se ueden llenar con los 50 L de oxígeno que contiene una bombona de este gas a 6 atm y 20 oc. Como la temeratura es constante:, V, = 2 V 2, or lo que, sustituyendo 6 atm 50 L = 1 atm V 2 v2 = 3oo L Luego, el número de reciientes es: 300 L = 150 reciientes 2 L (cada reciiente) DIE La gráfica siguiente muestra las transformaciones sufridas or una masa de gas ideal que inicialmente se encontraba en el unto A a una temeratura de 25 oc. Calcula la temeratura del gas en los untos B, C y D. /atm 0,75 0,5 0,25, s ~,e :A t 0,25 0,5 0,75 V/L Paso de A a B (roceso a V = cte): PA Ps 0,5 atm 1 atm - = - ==> --- = --; T 8 = 596 K = 323 oc TA T K T 8 Paso deba C (roceso a = cte): V 8 Ve 0,5 L 1 L - = -::::>--=-;Te= 1192 K= 919 ( T 8 Te 596 K Te Paso de Ca D (roceso a V= cte): Pe Po 1 atm 0,5 atm - = -::::>--- = ---; T 0 = 596 K= 323 oc Te T K T 0 m En un reciiente de 4 L de caacidad hay un gas a la resión de 6 atm. Calcula el volumen que ocuaría si el valor de la resión se dulicase, sin variar la temeratura. Alicamos la ley de Boyle,, V, = 2 V 2,y sustituimos 6 atm 4 L = 12 atm V 2 ; V 2 = 2 L rn Un gas ocua un volumen de 2 L en condiciones normales de resión y temeratura. Qué volumen ocuará la misma masa de gas a 2 atm de resión y 50 oc de temeratura? Alicamos la ecuación combinada de los gases ideales y sustituimos 1 atm 2L 2 atm V2. V = 1,18 L, K m Un gas ocua un volumen de 80 cm 3 a 1 O oc y 715 mmhg de resión. Qué volumen ocuará en condiciones normales? Alicamos la ecuación combinada de los gases ideales y sustituimos 715 mmhg 80 cm 3 v2 = 72,6 cm mmhg V2 283 K fia Tenemos 400 cm 3 de oxígeno en condiciones normales. Qué resión ejercerá un volumen de 500 cm 3 si la temeratura aumenta en 25 (? Alicando la ecuación combinada de los gases y sustituyendo,v, T, 1 atm 400 cm 3 2 = 0,87 atm P2V2 T2 P2 500 cm K W Calcula la densidad del ácido clorhídrico y 70 oc. Alicando la ecua dó n =- RT V = = 1,1 1 g/l fe La densidad de un gas es 1,48 g/l en condiciones normales. Cuál será su densidad a 320 K y 730 mmhg? Desejamos la masa molar en la ecuación de los gases ideales:,rt, masa molar = --=, 1,48 g/l 0,082 atm L/ mol K ----== a-t_m = 33,13 g/mo 1 1 Calculamos la nueva densidad: P 2 masa molar P2 = RT 2 (730/760) atm 33,13 g/ mol ,082 atm L/ mol K 320 K = ' g/l rn Qué volumen ocuan, en condiciones normales, 14 g de nitrógeno? Establecemos la relación: 28 g de nitrógeno 22,4 L 14g de nitrógeno;x = 11,2 L xl EiiJ Se tienen 4 L de un gas en condiciones normales. a) Qué volumen ocuará a 30 oc y 2 atm de resión? b) Cuántas artículas de gas hay en la muestra? e;} Alicamos la ley combinada de los gases y sustituimos: 1 atm 4 L V V' -- T T' 2 atm V. V = 2,22 L 303 K ' b) Sabemos que 1 mol de gas en condiciones normales ocua un volumen de 22,4 L y contiene 6, moléculas; or consiguiente: 1 mol 6, moléculas 4L -- ~ ,4L 1 mol = 1, moléculas de gas

5 El] Se disone de 45,0 g de metano (CH 4 ) a 27 oc y 800 mmhg. Calcula: a} El volumen que ocua en las citadas condiciones. b} El número de moléculas existente. a) Alicando la ecuación de los gases ideales: nrt V= V= (45,0 gi1 6 gimol) 0,082 atm L/ mol K 300 K = 66 L (800i760) atm b) Establecemos la siguiente roorción: 1 6 g de metano 45 g de metano 6, moléculas x moléculas x = 1, moléculas de metano (CH 4 ) ffi Sabiendo que la densidad media del aire a O oc y 1 atm de resión es 1,293 g/l, calcula la masa molecular media del aire. Arovechando que la densidad está medida en CN, odemos hallar el mol de aire con la siguiente relación: 1,293g ~ 1 L 22,4 L x = 28,96 g en 1 mol de aire Por tanto, la masa molecular del aire será 28,96 u. E!] En un matraz de 1 L están contenidos 0,9 g de un gas a la temeratura de 25 oc. Un manómetro acolado al matraz indica 600 mmhg. Calcula la masa molecular del gas. Alicamos la ecuación de los gases ideales ara calcular la cantidad de sustancia: V n=- RT (600/760) atm 1 L = 0,032 mol 1082 atm L!mol K 298 K C mo esa cantidad de sustancia está en los 0,9 g: 0,032 mol 1 mol ----=--;x=28,1 g 0,9 g xg Por tanto, la masa molecular del gas será 28,1 u. Eil Qué resión indicará el manómetro anterior si calentamos el gas hasta 80 (? Tenemos que alicar la ecuación combinada de los gases ideales:,v, P2V2 T 1 T2 Como el volumen es constante, odemos escribir: mmhg 2 -=--7 =-- 2 =7107mmHg T, T K 353 K' ' ffi Un reciiente cerrado de 0,75 L contiene C0 2 a la resión de 6 atm y 27 oc de temeratura. Calcula: a} La masa de C0 2 que contiene. b} La resión cuando la temeratura sea de -173 oc. a) Se calcula el número de moles de C0 2, alicando la ecuación de los gases ideales: V n =- = RT De este modo: 6 atm 0,75 L = 0,18 mol 0,082 atm LIK mol 300 K m= n masa molar= 0,18 44 gimol = 7,92 g b) Como el reciiente está cerrado, el volumen ermanece constante; or consiguiente: f!j_ P2 T, T 2 Sustituyendo: 6 atm xatm 300 K 100 K x = 2 atm m [PJ!] Se sabe que 0,702 g de un gas encerrado en un reciiente de 100 cm 3 ejerce una resión de 700 mmhg cuando la temeratura es de 27 oc. El análisis del gas ha mostrado la siguiente comosición: 38,4 o/o de C, 4,8 o/o de H y 56,8 o/o de Cl. Calcula su fórmula molecular. Hallamos n, y con él su masa molecular (requisito imrescindible ara osteriormente calcular la fórmula molecular): V (700i760) atm O, 1 L n = RT = 0,082 atm L!mol K 300 K = 0 ' mol Luego, si: 0,702 g xg = --;x = 187,7 gimol 0, mo 1 1 mo 1 entonces, la masa molecular será 187,8 u. Hallamos los moles de átomos de cada elemento: 38,4 g i = 3,2 mol de átomos de carbono 12 g mo ' g = 4,8 mol de átomos de hidrógeno 1 g/mo 1 56,8 g ' = 1,6 mol de a tomos de cloro 35,5 gimo 1 Dividiendo entre el menor: 3,2 = 2 4,8 = 3 -=1 La fórmula emírica es (C 2 H 3 CI)n. Como la masa molecular del comuesto es187,7 u, ara hallar la fórmula molecular, dividimos esa masa molecular entre la masa molecular de la fórmula emírica. El resultado es un número que nos indica cuántas veces se reite la fórmula emírica: 187,7 u --=3 62,5 u De este modo, la fórmula molecular será: (C 2 H 3 Cih = C 6 H 9 CI 3 ffi [PJ!] Una cantidad de 35,2 g de un hidrocarburo ocua en estado gaseoso 13,2 L medidos a 1 atm y 50 oc. Sabiendo que el 85,5 o/o es carbono, calcula su fórmula molecular. Desejando la masa molar en la ecuación de los gases ideales: mrt masa molar=--= V 35,2 g. 0,082 atm L/ mol K 323 K _ atm 13,2 L - ' gimo Hallamos la fórmula emírica del hidrocarburo (recordando que un hidrocarburo solo contiene carbono e hidrógeno, or lo que la diferencia desde 85,5 hasta 100 corresonde al tanto or ciento de hidrógeno): 85,5 g de carbono = 7,125 mol de carbono 12 g i mo 1 14,5 g de hidrógeno i = 14,5 mol de hidrógeno 1 g mo 1 Dividiendo ambos resultados entre 7, 125, queda la siguiente relación: 1 mol de carbono y 2 mol de hidrógeno.

6 Por tanto, la fórmula emírica será CH 2, de masa molar 14 g/ mol. Dividiendo la masa molar del hidrocarburo entre la masa molar de la fórmula emírica (70,6 g/mol/14 g/mol), comrobamos que la fórmula molecular es cinco veces suerior a la emírica, es decir, la fórmula molecular es C 5 H 10 El)) l:m Un reciiente contiene 50 L de un gas de densidad 1,45 g/l. La temeratura a la que se encuentra el gas es de 323 ~y su resión, de 1 O atm. Calcula: a) Los moles que contiene el reciiente. b) La masa de un mol del gas. o) Primero hallamos la cantidad de sustancia: V 10atm SOL l n = - = = 18,87 mo RT 0,082 atm L/ mol K 323 K b) Desejamos la masa molar en la ecuación de los gases ideales: masa molar = RT 1,45 g/l 0,082 atm L/ mol K 323 K ----=' = 3,8 gimo 1 10 atm Teoría cinético-molecular ffi Qué es una teoría? Indica lo que exlica la teoría cinéticomolecular de la materia. Es un conjunto de leyes que exlican un determinado fenómeno. La teoría cinético-molecular exlica el comortamiento y roiedades de la materia. m A qué se debe que los sólidos formen estructuras geométricas muy ordenadas y los líquidos y gases no? Los sólidos forman estructuras geométricas muy ordenadas debido a las intensas fuerzas entre sus artículas; estas fuerzas son menores en los líquidos y aún menores en los gases. W Define el conceto de resión de vaor. Es la resión que se obtiene cuando, a una determinada temeratura, existe un equilibrio entre el número de artículas que asan del estado líquido al gaseoso y el de las que asan del gaseoso al líquido. ffi A qué temeratura hierve un líquido? A aquella en la cual la resión de vaor coincide con la resión del aire del recinto. m Las moléculas de 50 2 son más esadas que las de 0 2 y, sin embargo, según la teoría cinético-molecular, sus energías cinéticas romedio a la misma temeratura son iguales. Cómo es esto osible? En la ecuación de la energía cinética (1 /2 m V) odemos observar que una artícula de masa alta moviéndose a una velocidad baja uede tener la misma energía cinética que otra de masa baja moviéndose a velocidad alta. m Cuando se abre la llave de una bombona de butano, el líquido de su interior se transforma en gas. Cómo uede ocurrir este cambio de estado si no ha habido suministro de energía? La resión a la que se encuentra el líquido de la bombona es alta, suerior a la atmosférica, or lo que solo algunas artículas de líquido asan al estado de vaor (y al revés) hasta alcanzar un cierto equilibrio. Pero al abrir la llave disminuye la resión del interior y un número mayor de artículas del líquido uede alcanzar el estado de vaor (al disminuir las fuerzas de atracción entre ellas). W L~ mejor manera de secar la roa es extenderla al sol y onerla donde sole el viento. Por qué? Al aumentar la suerficie, hay mayor número de moléculas en la suerficie libre del líquido exuestas a una temeratura más alta. El viento se encarga de arrastrar las moléculas de vaor, con lo que se imide su condensación, y de esta forma aumenta la cantidad de líquido que se evaora. m En los ueblos de alta montaña lleva más tiemo cocina r las legumbres en agua hirviendo que en los ueblos de la costa. Por qué? En las montañas, la resión atmosférica es inferior que al nivel del mar, or lo que el agua hierve a menos de 100 oc, y los alimentos deben estar más tiemo cociendo. ffi Cuál es el fundamento de las ollas a resión? La resión que existe en el interior de la olla a resión es su erior a 760 mmhg, debido a la acumulación del vaor, que aenas uede escaar al exterior; entonces, la tem de ebullición del agua aumenta, y, con la mayor temoeratma que se logra alcanza r, se incrementa la velo ciones químicas que ocu rren en la cocdó ~ Comenta la sig uiente frase: <(Los liquides de ebullición altas a res ione:s norm de vaor bajas.>). Es verdadera. Por eje Libro del alumno) debe [ii]j Cuá l es el aumento-de la energía cinética media de las artículas de un gas, si se eleva su temeratura en 1 o oc? La teoría cinético-molecular demuestra que: f e= KT Si aumentamos la temeratura en 1 O oc, la nueva energía cinética media de las artículas del gas será: E/= K (T + 1 O) = K T + K 1 O = fe + 2, J Es decir, el aumento habrá sido de 2,07 1 o- 22 J. üiii] Si la velocidad media de las artículas de un gas se dulica, qué ocurre con su temeratura? 1 Igualando la ecuación de la cuestión anterior a 2 mv2, tenemos: fe = KT = 1 /2 mv 2 Si la velocidad se dulica, entonces: m (2v) 2 = KT' - m 4v 2 = KT' 2 '2 1 - Como 2 mv 2 =fe: 4fc = KT'; o lo que es lo mismo: 4 KT= KT' Es decir, T' = 4 T. La nueva temeratura se cuadrulica. W Construye una curva de Pv-T ara la acetona a artir de los siguientes datos:.. Presión(minHg} o A artir de la gráfica, indica el unto de ebullición de la acetona en reciientes abiertos (a resión de 1 atm).

7 La acetona hierve a 56 oc. j mmhg , ; ; i ; ' - " - ' ' / ~ ~-----~ ' ~~ i 200+= ~~=~ -~ ~ = o:=== ~~-... : i + - ' l 1004-~~~ --~ l o ~ ~ ~----~ W Con los datos del ejercicio anterior y los de la tabla 2.4, indica cuál de las tres sustancias es más volátil: la acetona, el agua o el éter dietílico. Por qué? 1 Agua 0,0060 0,0313 0,217 1,000 1 ~ter diet~ko 0,2434 0,6184 1,7434 6,393 4 En esta tabla 2.4 uede areciarse cómo el éter dietílico hierve (en reciientes abiertos) a una temeratura comrendida entre 25 oc y 50 oc (ya que en ese intervalo la resión de vaor alcanza el valor de 1 atm), mientras que la gráfica del roblema anterior muestra que a 760 mmhg (1 atm) la acetona alcanza la temeratura de ebullición a 56 oc. Por consiguiente, es más volátil el éter dietílico que la acetona. ac ó ágina 58) a e) 1,29 g o de a e ene. a masa de 1,29 gj a O oc y 1 atm de asa t endrán 2 L de un gas cuya densidad e la de.j aire? 2. El aso de líquido a sólido:...,. a) Desrende energía. b) Es un cambio químico. e) Se roduce a cualquier temeratura. 3. El aso de líquido a vaor: a) Desrende energía. b) Es un cambio químico....,. e) Se roduce a cualquier temeratura. 4. Si se aumenta la resión de un gas al doble, su nuevo volumen: a) Aumenta el doble. b) Disminuye la mitad....,. e) Deende de la temeratura a la que se haya hecho el roceso. 5. La resión que ejerce una masa de gas a 25 oc en el interior de un reciiente herméticamente cerrado cuando se calienta hasta 50 oc: a) Aumenta el doble. b) Disminuye la mitad....,. e) Aumenta 1,084 veces. 6. Un mol de un comuesto cualquiera: a) Ocua un volumen de 22,4 l. b) Ocua un volumen de 22,4 L, solo en condiciones normales....,. e) Contiene 6, moléculas de ese comuesto. 7. La masa de 1 O L de 0 2 medidos a 780 mmhg y 20 oc es:...,. a) 13,7 g b) 74,9 g e) 50,4 g 8. Los gases ejercen resión sobre todo lo que les rodea debido a: a) Que sus moléculas están muy searadas. b) Que las colisiones de sus moléculas son elásticas....,. e) Las colisiones de sus moléculas con el entorno. 9. Las moléculas que se evaoran de la suerficie de un líquido contenido en un reciiente no comletamente cerrado: a) Escaan en su totalidad....,. b) Pueden chocar unas con otras y retornar al líquido. e) Terminan todas or retornar al líquido. 1 O. El unto de ebullición de un líquido deende: a) Únicamente de su resión de vaor. b) De su resión de vaor y de la resión atmosférica....,. e) De la temeratura y de la resión exterior.