La primera ley de la termodinámica relaciona las cantidades físicas de energía interna (ΔE), calor (Q) y trabajo (W = PΔV) mediante la ecuación Q = ΔE + PΔV, donde P y V son presión y volumen, respectivamente. A un recipiente cerrado que contiene un gas ideal se le suministra calor por medio de un mechero; si todo el calor se convierte en energía térmica del gas, se sabe que éste
A. no realiza trabajo porque es un proceso isotérmico.B. no realiza trabajo porque es un proceso isovolumétrico.C. realiza trabajo porque es un proceso adiabático.D. realiza trabajo porque es un proceso isobárico.
#Saber 11
Respuestas
La respuesta correcta es la B.
El gas se encuentra en un recipiente cerrado, por lo que su volumen es constante. Al ser éste constante, el trabajo realizado por el sistema es nulo, ya que W = - PΔV, donde ΔV es la diferencia de volumen entre el final y el inicial, que en este caso es 0.
A su vez, al sistema le es suministrado calor, que se convierte en energía térmica, lo cual descarta la opción A, debido a que el proceso NO es isotérmico.
Por otra parte, es incorrecto decir que el proceso es isobárico, dado que para una misma cantidad de gas, un aumento de la temperatura produce cambios en la presión. Si nos basamos en que PV = nRT y tenemos en cuenta que n, R y V permanecen contantes, al aumentar la temperatura, disminuye la presión. Esto nos permite descartar la opción D.
Finalmente, la opción C tampoco es correcta porque el proceso NO es adiabático. Un proceso es adiabático cuando no se produce intercambio de calor con el medio. En este caso, sucede lo contrario: el sistema intercambia calor con el medio, dado que éste le es suministrado por medio de un mechero.