Question

Alguien. Me. Ayude. Xf .
Un frasco contiene. 120g de nitrógeno a 3 admosferas de presión y a 10°C. Se le. Calienta manteniendo. El volumen. Constante, hasta alcanzar una. Temperatura constante de 30°C . calcular . El calorm sumistrado, El trabajo realizado, el incremento de energía Interna,la precion final.

Answer 1

En este sistema considerado una isocora, el experimento termina con un calor aplicado al nitrógeno de 1785J que produjo un cambio en la energía interna de igual valor, y con una presión final de 3,21 atm.

Explicación:

El proceso que ocurre al calentar el nitrógeno en el frasco de volumen invariante puede considerarse como una isocora, ya que el volumen permanece constante en todo el proceso.

Como el volumen se mantiene constante, el trabajo efectuado por el gas o sobre el gas es nulo.

Luego la cantidad de calor aplicada es:

$Q=n.C_v.\Delta T$

Donde n es el número de moles y Cv el calor específico a volumen constante, si consideramos al nitrógeno como un gas diatómico ideal tenemos:

$C_v=\frac{5}{2}R=20,8\frac{J}{mol.K}$

Y el número de moles del gas es:

$M_{N_2}=2.14=28g/mol\\\\n=\frac{120g}{28g/mol}=4,29mol.$

Reemplazando estos valores, la cantidad de calor aplicada queda:

$Q=4,29mol.20,8\frac{J}{mol.K}.(30\°C-10\°C)=1785J$

Aplicando la ecuación del primer principio de la termodinámica tenemos, para el :cambio de energía interna

$\Delta U=Q+W=Q=1785J$

La presión final la obtenemos aplicando la ley de los gases ideales:

$P_f=\frac{nRT_f}{V}\\\\P_i=\frac{nRT_i}{V}$

Para volumen constante queda:

$\frac{P_f}{P_i}=\frac{T_f}{T_i}\\\\P_i=3atm\\T_i=10\°C=283K\\T_f=30\°C=303K\\\\P_f=\frac{T_f}{T_i}.P_i=\frac{303K}{283K}.3atm=3,21atm$