Biofísica UBA XXI Final Feb 20 T2 – 3 Termodinámica

3. Determine el número de moles de nitrógeno en una mezcla de gases que se encuentra en un recipiente adiabático de 4,5 dm de alto, 8 cm de ancho y 0,7 m de profundidad. Considere que la mezcla ejerce una presión de 1780 mmHg siendo el 70% de la misma ocupada por nitrógeno.

Datos: T = -5°C; R= 0,082 l.atm/K.mol;

760 mmHg = 1 atm = 1,013 x 10⁶ barias = 1,013 x 10⁵ pascales

P V = n R T  (Ecuación del Estado de los gases ideales)

donde

P = presión = 1.780 mmHg = 1.780 mmHg (1 atm / 760 mmHg) = 2,34 atm

V = volumen = alto * ancho * profundidad = 4,5 dm * 0,8 dm * 7 dm = 25,2 dm³ = 25,2 L

n = número total de moles

R = constante de los gases ideales = 0,082 atm L / K mol

T = temperatura = - 5 ºC + 273 = 268 K

Reemplazando y despejando n

n = P V / R T = 2,34 atm 25,2 L / (0,082 atm L / K mol 268 K) = 2,69 moles

xp = Pparcial / Ptotal = n parcial / n total

donde

xp = fracción molar = 0,70 (70%)

Pparcial = presión parcial del oxigeno

Ptotal = presión total

n parcial = número de moles del oxigeno

n total = número total de moles = 2,69 moles

reemplazando y despejan n parcial

n parcial = xp ntotal = 0,70 * 2,69 moles = 1,88 moles de Nitrogeno