• Determina la variación de la energía interna que sufre un gas cuando su volumen aumenta en 5L sabiendo que se trata de un proceso isobárico (a presión constante) a 2,5 bar sabiendo que para ello se le suministró un calor de 550 cal.
Respuestas
Respuesta:
1051.2 J
Explicación:
Presión: p = 2.5 bar = 2.5·10^5 Pa (presión constante)
Variación de volumen: ∆V = 5 L = 5 dm^3 = 5·10^-3 m^3
Calor suministrado Q = 550 cal = 550·4.184 = 2301.2 J
Utilizaremos el criterio de la IUPAC para el signo del trabajo, según el cual, es positivo cuando lo recibe el sistema al aumentar su energía interna. La expresión de la primera ley de la termodinámica nos queda: ∆U = Q + W
El trabajo realizado en el proceso a presión constante se puede calcular como:
Wsistema=−p⋅ΔV=−2.5⋅10^5⋅5⋅10^−3=−12.5⋅10^2 J
Donde el signo menos del trabajo indica que es realizado por el sistema sobre el entorno, de acuerdo a lo que supone una expansión de volumen y al criterio de signos utilizado.
Para determinar la variación de energía interna simplemente aplicamos el primer principio de la termodinámica:
ΔU=Q+W=2301.2+(−12.5⋅10^2)=1051.2 J