SERWAY - JEWETT

Respuestas a las preguntas rápidas 611
ceso de manera experimental. f) Encuentre Q, W y E int para
cada uno de los procesos. g) Para todo el ciclo A B C A,
encuentre Q, W y E int .
P (atm)
3
2
1
B
A
0 5 10 15 V (L)
Figura P21.59
C
60. Este problema puede ayudarle a pensar acerca del tamaño de
las moléculas. En Beijing, un restaurante mantiene un caldero
de caldo de pollo hirviendo a fuego lento. Cada mañana se
llena con 10.0 L de agua, junto con un pollo fresco, vegetales
y especias. La sopa se agita por completo. La masa molar del
agua es 18.0 g/mol. a) Encuentre el número de moléculas de
agua en el caldero. b) Durante cierto mes, 90.0% del caldo se
sirvió cada día a personas que luego emigraron inmediatamente.
De las moléculas de agua en el caldero puestas el primer día
del mes, ¿cuándo se sirvió la última? c) El caldo se ha hervido
a fuego lento durante siglos, a través de guerras, terremotos y
reparaciones de estufa. Suponga que el agua que estuvo en el
caldero hace mucho se mezcló en la hidrosfera de la Tierra,
de 1.32 10 21 kg de masa. ¿Cuántas de las moléculas del agua
original, es probable que estén presentes en él de nuevo en la
actualidad?
61. Problema de repaso. a) Si tiene suficiente energía cinética, es
posible que una molécula en la superficie de la Tierra “escape
a la gravitación de la Tierra”, en el sentido de que puede
continuar alejándose de la Tierra para siempre, como se explicó
en la sección 13.6. Con el principio de conservación de la
energía, demuestre que la mínima energía cinética necesaria
para “escapar” es m 0 gR E , donde m 0 es la masa de la molécula, g
es la aceleración de caída libre en la superficie y R E es el radio
de la Tierra. b) Calcule la temperatura para la cual la mínima
energía cinética de escape es diez veces la energía cinética
promedio de una molécula de oxígeno.
62. Con múltiples rayos láser, los físicos han podido enfriar y atrapar
átomos de sodio en una región pequeña. En un experimento,
la temperatura de los átomos se redujo a 0.240 mK.
a) Determine la rapidez rms de los átomos de sodio a esta
temperatura. Los átomos se pueden capturar durante aproximadamente
1.00 s. La trampa tiene una dimensión lineal de
más o menos 1.00 cm. b) ¿Durante qué intervalo de tiempo
aproximado un átomo vagaría afuera de la región de la trampa
si no hubiera acción de captura?
Respuestas a las preguntas rápidas
21.1 i), b). La energía cinética traslacional promedio por cada
molécula es una función de la temperatura. ii), a). Cada que
hay el doble de moléculas y la temperatura de ambos contenedores
es la misma, la energía total en B es el doble que la
de A.
21.2 i), a). De acuerdo con la ecuación 21.10, E int es una función
sólo de la temperatura. Porque la temperatura aumenta, la
energía interna aumenta. ii), c). A lo largo de una isoterma,
T es constante por definición. Por lo tanto, la energía interna
del gas no cambia.
21.3 d). El valor de 29.1 J/mol K es 7R/2. De acuerdo con la
figura 21.7, este resultado sugiere que ocurren los tres tipos
de movimiento.
21.4 c). El valor más alto posible de C V para un gas diatómico es
7R/2, de modo que el gas debe ser poliatómico.
2 intermedio; 3 desafiante; razonamiento simbólico; razonamiento cualitativo