Question

Se tiene una expansión isotérmica y reversible de 3 moles de oxígeno (O2) desde 1050 kPa hasta 250 kPa a temperatura constante de 30oC. ¿Calcular el trabajo efectuado en dicho proceso?

Answer 1

Al tratarse de una expansión isotérmica y reversible, el trabajo se define mediante la siguiente expresión:

$W=-nRTln\frac{P_{1} }{P_{2} }$

siendo W, el trabajo; n, el número de moles; R, una constante de valor 0.082 (atm*l/mol*K); T, la temperatura; y P1 y P2 las presiones inicial y final, respectivamente.

Teniendo en cuenta las unidades de R, debemos realizar un cambio de unidades en la presión (de kPa a atm) y en la temperatura (30ºC):

1 atm = 101.325 kPa

$P_{1} =\frac{1050}{101.325} =10.36atm$

$P_{2} =\frac{250}{101.325} =2.47atm$

T = 30ºC = 303K

Ahora podemos aplicar la fórmula para obtener el trabajo:

$W=-2*0.082*303ln\frac{10.36}{2.47}$

W = - 71.25 J

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