Question

Diez moles de un gas ideal experimentan una compresión isotérmica desde
20L hasta 60L utilizando una presión constante de 5 atm (atmosferas). Calcular Q (calor), W (trabajo)y ΔU(Energía interna).
Expresar en J (Joules)
AYUDAAA POR FAVOR

Answer 1

Respuesta: ΔU=0, W=-22276.3 kJ, Q=22276.3 kJ

Explicación:

En si el problema es inconsistente, no puede haber un proceso isotermico e isobárico simultaneamente, pero la presion puede ser constante en un proceso irreversible asi que se puede asumir una presion constante a dos volumenes diferentes:

$T=\frac{PV}{nR}, R=0.08205 \frac{atm L}{mol K}$

Sustituyes en la ecuacion de temperatura asumiendo un gas ideal a presión constante y obtienes $T_1=121.877 K, T_2=365.63 K$

Se saca una temperatura promedio y es de 243.90 K

con ese dato se emplea la ecuación siguiente:

$W=nRT ln\frac{V_2}{V_1}\\W=(10 mol)(0.08205 \frac{atm L}{mol K})(243.9 K) ln\frac{60}{20} \\W=219.85 atm L$

Haciendo conversion de atm L a kJ

$W=219.85 atm L(\frac{101.325 kPa*m^3}{1 atm L})(\frac{1 kJ}{1 kPa*m^3})\\W=-22276.3 kJ$

El signo negativo indica compresión y como en un proceso isotermico ΔU=0, Q=22276.3 kJ