Capítulo 9

El filo de un cuchillo afilado tiene una superficie menor que un cuchillo sin filo. Dado que la presión es la fuerza por unidad de superficie, un cuchillo afilado ejercerá una mayor presión con la misma cantidad de fuerza y cortará el material con mayor eficacia.

Estar tumbado distribuye tu peso sobre una superficie mayor, ejerciendo menos presión sobre el hielo en comparación con estar de pie. Si se ejerce menos presión, es menos probable que se rompa el hielo fino.

0,809 atm; 82,0 kPa

2,2 $\times$ 10² kPa

Tierra: 14,7 lb in^–2; Venus: 1,30 × 10³ lb in⁻²

(a) 101,5 kPa; (b) 51 torr de caída

(a) 264 torr; (b) 35.200 Pa; (c) 0,352 bar

(a) 623 mm Hg; (b) 0,820 atm; (c) 83,1 kPa

Con un manómetro de extremo cerrado, no se observaría ningún cambio, ya que el líquido vaporizado contribuiría con presiones iguales y opuestas en ambos brazos del tubo del manómetro. Sin embargo, con un manómetro abierto, se obtendría una lectura de la presión del gas más alta de lo esperado, ya que P_gas = P_atm + P_{vol líquido}.

A medida que las burbujas suben, la presión disminuye, por lo que su volumen aumenta como sugiere la ley de Boyle.

(a) El número de partículas del gas aumenta simultáneamente con el volumen. (b) la temperatura, la presión

La curva estaría más a la derecha y más arriba, pero con la misma forma básica.

Unos 12,5 L

3,40 $\times$ 10³ torr

12,1 L

217 L

8,190 $\times$ 10^–2 mol; 5,553 g

(a) 7,24 $\times$ 10^–2 g; (b) 23,1 g; (c) 1,5 $\times$ 10^–4 g

5.561 L

46,4 g

En un gas que presenta un comportamiento ideal:

(a) 1,85 L CCl₂F₂; (b) 4,66 L CH₃CH₂F

0,644 atm

La presión se reduce en un factor de 3.

4.64 g L⁻¹

38,8 g

72,0 g mol⁻¹

88,1 g mol⁻¹; PF₃

141 atm, 107.000 torr, 14.300 kPa

CH₄: 276 kPa; C₂H₆: 27 kPa; C₃H₈: 3,4 kPa

Sí

740 torr

(a) Determine los moles de HgO que se descomponen; utilizando la ecuación química, determine los moles de O₂ producidos por la descomposición de esta cantidad de HgO; y determine el volumen de O₂ a partir de los moles de O₂, la temperatura y la presión. (b) 0,308 L

(a) Determine la masa molar del CCl₂F₂. A partir de la ecuación balanceada, calcule los moles de H₂ necesarios para la reacción completa. A partir de la ley de los gases ideales, convierta los moles de H₂ en volumen. (b) 3,72 $\times$ 10³ L

(a) Balancee la ecuación. Determine los gramos de CO₂ producidos y el número de moles. A partir de la ley de los gases ideales, determine el volumen del gas. (b) 7,43 $\times$ 10⁵ L

42,00 L

(a) 18,0 L; (b) 0,533 atm

10,57 L O₂

5,40 $\times$ 10⁵ L

XeF₄

4,2 horas

La efusión puede definirse como el proceso por el que un gas se escapa a través de un agujero en el vacío. La ley de Graham establece que con una mezcla de dos gases A y B: $\left(\frac{\text{tasa A}}{\text{tasa B}}\right)={\left(\frac{\text{masa molar de B}}{\text{masa molar de A}}\right)}^{1\text{/}2}.$ Tanto A como B están en el mismo recipiente a la misma temperatura, y por lo tanto tendrán la misma energía cinética:
${\text{KE}}_{\text{A}}={\text{KE}}_{\text{B}}\text{KE}=\frac{1}{2}m{v}^2$
Por lo tanto, $\frac{1}{2}{m}_{\text{A}}{v}_{\text{A}}^2=\frac{1}{2}{m}_{\text{B}}{v}_{\text{B}}^2$
$\frac{v_{\text{A}}^2}{v_{\text{B}}^2}=\frac{m_{\text{B}}}{m_{\text{A}}}$
${\left(\frac{v_{\text{A}}^2}{v_{\text{B}}^2}\right)}^{1\text{/}2}={\left(\frac{m_{\text{B}}}{m_{\text{A}}}\right)}^{1\text{/}2}$
$\frac{v_{\text{A}}}{v_{\text{B}}}={\left(\frac{m_{\text{B}}}{m_{\text{A}}}\right)}^{1\text{/}2}$

F₂, N₂O, Cl₂, H₂S

1,4; 1,2

51,7 cm

Sí. En cualquier instante dado, hay un rango de valores de velocidades moleculares en una muestra de gas. Cualquier molécula puede acelerar o ralentizar su velocidad al chocar con otras moléculas. La rapidez media de todas las moléculas es constante a temperatura constante.

H₂O. El enfriamiento reduce la velocidad de los átomos de He, lo que hace que se comporten como si fueran más pesados.

(a) El número de colisiones por unidad de superficie de la pared del contenedor es constante. (b) La energía cinética media se duplica. (c) La velocidad media cuadrática aumenta a $\sqrt{2}$ veces su valor inicial; u_rms es proporcional a $\sqrt{{\text{KE}}_{\text{avg}}}.$

(a) igual; (b) menor que; (c) 29,48 g mol⁻¹; (d) 1,0966 g L⁻¹; (e) 0,129 g/L; (f) 4,01 $\times$ 10⁵ g; capacidad de elevación neta = 384 lb; (g) 270 L; (h) 39,1 kJ min⁻¹

Gases C, E y F

El comportamiento del gas más parecido a un gas ideal se producirá en las condiciones de (b). Las moléculas tienen altas velocidades y se mueven a través de mayores distancias entre colisiones; también tienen tiempos de contacto más cortos y las interacciones son menos probables. Las desviaciones se producen con las condiciones descritas en (a) y (c). En las condiciones de (a), algunos gases pueden licuarse. En las condiciones de (c), la mayoría de los gases se licúan.

SF₆

(a) Una línea recta horizontal a 1,0; (b) Cuando los gases reales están a bajas presiones y altas temperaturas, se comportan lo suficientemente cerca de los gases ideales como para aproximarse a ellos; sin embargo, en algunos casos, vemos que a una presión y temperatura altas, la aproximación del gas ideal se rompe y es significativamente diferente de la presión calculada por la ecuación del gas ideal. (c) Cuanto mayor sea la compresibilidad, más importa el volumen. A bajas presiones, el factor de corrección de las atracciones intermoleculares es más importante, y el efecto del volumen de las moléculas del gas sobre Z sería una pequeña disminución de la compresibilidad. A presiones más altas, el efecto del volumen de las propias moléculas del gas sobre Z aumentaría la compresibilidad (vea la Figura 9.35). (d) Una vez más, a bajas presiones, el efecto de las atracciones intermoleculares sobre Z sería más importante que el factor de corrección del volumen de las propias moléculas del gas, aunque quizá siga siendo pequeño. A mayores presiones y bajas temperaturas, el efecto de las atracciones intermoleculares sería mayor. Vea la Figura 9.35. (e) Bajas temperaturas