3 QUIMICA Schaum

102 CAPÍTULO 7 TERMOQUÍMICA
Para calentar la caldera:
H = C total T = [C caldera + C agua ] T
= [(0.11)(900) kcal/K + (1.00)(400) kcal/K](90 K) = 44 900 kcal
Calor necesario =
44 900 kcal
0.70
= 64 000 kcal
Nota: A partir del problema 7.3 y durante el resto de este capítulo se usará la notación de subíndices en lugar
de la notación entre paréntesis, después de un símbolo. Por ejemplo: C(total) se escribirá C total .
7.4. Exactamente tres gramos de carbón se quemaron hasta CO 2 en un calorímetro de cobre. La masa del calorímetro
es 1 500 g y la masa del agua en el calorímetro es 2 000 g. La temperatura inicial era 20.0°C y aumentó a
31.3°C. Calcule el calor de combustión del carbón en joules por gramo. El calor específico del cobre es 0.389
J/g · K.
q calorímetro = C total T = [C cobre + C agua ] T
= [(0.389 J/g · K)(1 500 g) + (4.184 J/g · K)(2 000 g)][(31.3− 20.0) K]
= 1.102 × 10 5 J/g
Calor de combustión del carbón = 1.102 × 105 J/g
3.00 g
= 3.37 × 10 4 J/g
7.5. Una muestra de 1.250 g de ácido benzoico, C 7 H 6 O 2 , se colocó en una bomba de combustión. La bomba se
llenó con un exceso de oxígeno a alta presión, se selló y se sumergió en un recipiente con agua que servía como
calorímetro. Se determinó que la capacidad calorífica de todo el aparato (bomba, recipiente, termómetro y agua)
era 10 134 J/K. Se inició la oxidación del ácido benzoico pasando una chispa eléctrica por la muestra. Después
de la combustión completa, el termómetro sumergido en el agua registró una temperatura 3.256 K mayor que
antes de la combustión. ¿Cuál es el valor de ∆E por mol de ácido benzoico quemado?
q ácido =−q calorímetro =−(10 134 J/K)(3.256 K) =−33.00 kJ
E combustión =
q ácido
cantidad de moles de ácido = −33.00 kJ
=−3 223 kJ/mol
(1.250 g)/(122.1 g/mol)
7.6. Una muestra de 25.0 g de una aleación se calentó a 100.0°C y se dejó caer en un vaso que contenía 90 g de
agua a 25.32°C. La temperatura del agua aumentó a 27.18°C. Suponiendo una eficiencia de 100%, ¿cuál es el
calor específico de la aleación?
Pérdida de calor de la aleación = calor absorbido por el agua
Calor específico aleación × masa aleación × ∆T aleación = calor específico agua × masa agua × ∆T agua
C aleación × w aleación × ∆T aleación = C agua × w agua × ∆T agua
y al despejar C se observa que C = 0.385 J/g · K.
(C)(25.0 g)[(100.0 − 27.2)K] = (4.184 J/g · K)(90 g)[(27.18 − 25.32)K]