Un gramo de agua (1[cm3 ]) se convierte en 1671[cm3 ] de vapor cuando se hierve a presión constante de 1[atm] (1.013 × 105 [Pa]). El calor de vaporización a esta presión es Lv = 2.256 × 106 [J/kg]. Calcule (a) el trabajo efectuado por el agua al vaporizarse y (b) su aumento de energía interna.
Respuestas
Calcule:
(a) el trabajo efectuado por el agua al vaporizarse
(b) su aumento de energía interna.
a.- El trabajo efectuado por el agua al evaporarse es de W = 169.1 J
b.- El valor del aumento de su energia interna es de ΔU = 2086.9J
Tomamos nota del proceso termodinámico que se describe
Se trata de un Proceso isobárico (presión constante), en el cual 1 gramo de agua se expande cuando se evapora de un valor volumétrico de 1cm³ a 1671 cm³.
El valor de la presión es atmosférica
- 101325Pascales
Es importante saber que el agua cuando pasa de estado liquido a estado gaseoso (evaporización), cambia sus propiedades completamente y su calor de vaporización es:
- Lv = 2.256*10⁶J/kg
Trabajo del proceso Isobárico se determina con la expresión
W = PΔV
W = 101325Pa (1670 - 1)cm³ * (1m/100cm)³
W = 169.1 J
Para saber le aumento de la energia interna debemos saber el calor necesario para evaporizar el agua
Q = mL
Q = 10⁻³kg * 2.256*10⁶J/kg
Q =2256J
Ahora bien con la primera ley de la termodinámica tenemos que:
ΔU = Q - W
ΔU = 2256J - 169.1J
ΔU = 2086.9J
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