Un litro de agua hierve isobaricamente a 100°c a una atmósfera de presión si está se convierte a 1594 litros de vapor. A. El trabajo realizado por el sistema, B. Calor absorbido por el sistema, C. Variación de la energía interna
Respuestas
Datos:
Cantidad en litros de agua: 1L
Se sabe que se somete a un proceso isobárico, lo que quiere decir que es un proceso de presión constante
Se convierte en 1594 litros de vapor de agua
Para el caso inicial :
Presion = 1 atm
Volumen = 1 litro
Se sabe que: R = 0.082 L*atm / mol*K
Temperatura inicial = 100 + 273 = 373 K
Entonces usando la ecuación de los gases ideales :
1*1 = n*0.082*373
n = 0.032 moles
Es necesario tener el numero de moles.
Ahora, el trabajo realizado, con el calor y la energía interna, en termodinámica están en relación, y es simplemente la conservación de la energía :
Q = W + dU
donde:
W = trabajo
U = cambio de energia interna
W = calor
W = trabajo = P*dV
En este caso : dV = 1594 - 1 = 1593 litros
P = 1 atm
W = 1*1593
W= 1593 ( Litros*atm) Trabajo realizado por el sistema
Q = 1593 + dU
Ahora, Calor se define como :
Q = n*cp*dT
Hallemos la temperatura final :
1*1594 = 0.032*0.082*T
T = 607439.5 K
dT = 607439.5 - 373 = 607066.5 K
Q = 0.032*607066.5*5/2*0.082
Recordar : cp = calor especifico molar a presion cte = 5/2*R
Q = 0.032*607066.5*5/2*0.082
Q = 3982.35 Calor absorbido por el sistema
3982.35 = 1593 + dU
dU = 2389.35 variación de energía interna