Física

Ejercicios de termodinámica.


Energía interna

1. ¿Cuál es la energía interna de 1,5 moles de un gas perfecto a una temperatura de 20 ° C? Conisdere R = 8.31 J / mol.K.

Primero debes convertir la temperatura de la escala Celsius a Kelvin:

A partir de ahí, simplemente aplique los datos a la ecuación de energía interna:

2. ¿Cuál es la energía interna de 3m³ de gas ideal bajo presión de 0.5atm?

En este caso, debemos usar la ecuación de energía interna junto con la ecuación de Clapeyron, así:

Trabajo de un gas

1. Cuando se colocan 12 moles de un gas en un contenedor de pistón que mantiene la presión igual a la atmósfera, inicialmente ocupa 2m³. Al presionar el émbolo, el volumen ocupado se convierte en 1m³. Considerando la presión atmosférica de 100000N / m², ¿cuál es el trabajo realizado bajo el gas?

Sabemos que el trabajo de un gas perfecto en una transformación isobárica viene dado por:

Sustituyendo los valores en la ecuación:

El signo negativo en el trabajo indica que se realiza bajo gas y no por él.

2. La siguiente tabla muestra una transformación:

¿Qué trabajo realiza este gas?

El trabajo realizado por el gas es igual al área bajo la curva del gráfico, es decir, el área del trapecio azul.

Siendo el área del trapecio dada por:

Entonces, sustituyendo los valores que tenemos:

Primera ley de la termodinámica

1. El siguiente gráfico ilustra una transformación de 100 mol de gas ideal monoatómico que recibe del medio exterior una cantidad de calor de 1800000 J. Dado R = 8.31 J / mol.K.

Determinar:

a) el trabajo realizado por el gas;

b) la variación de la energía interna del gas;

c) la temperatura del gas en el estado A.

a) El trabajo realizado por el gas viene dado por el área del trapecio debajo de la curva gráfica, por lo tanto:

b) Según la primera ley de la termodinámica tenemos que:

Entonces, sustituyendo los valores que tenemos:

c) Por la ecuación de Clapeyron:

Recordando eso:

n = 100 moles

R = 8.31 J / mol.K

Y leyendo el gráfico:

p = 300000 N / m²

V = 1m³

Aplicando en la fórmula: