Hola unicoos ^_^
Tengo 3 dudas concretas sobre este ejercicio:
10'0 litros de un gas ideal monoatómico, que están a 300'0 K y 1'0 atm, se expanden
reversible e isotérmicamente hasta un volumen de 100'0 litros, y entonces se calienta
isocóricamente el gas hasta que la presión vuelve a ser 1'0 atm. Calcular el trabajo, el calor y
las variaciones de energía interna y de entalpía para el proceso total.
1- ¿Esta bien planteado asi?
2- Al despejar Q entre AB sale Q=-W,y el trabajo sale negativo;entonces al sustituir el trabajo en sería Q=-W ó Q=-(-W)?
3- Para sacar Q entre BC se necesita saber la temperatura en C,y no se si para ello debo coger la presión final de 1 atm o sacar la presion mediante la formula de los gases ideales.
Nota:He considerado que el numero de moles(n) es el mismo en todo el proceso,ya que en el enunciado no se dice nada acerca de ello.
En la expansion reversible e isoérmica dado q la presión varía no puedes usar P*deltaV, sino que que se usar esa ecuacion en forma diferencial se sustituye P=(nRT)/V, y queda que el trabajo es W=-nRTln(V2/V1), supooniendo n=1, puesto que el volumen varia de 10 a 100 L el trabajo AB es W=-1*8,314*300*ln(100/10)---> W= -5743,1 J, como el proceso es isotérmico la variacion de energia interna es 0 y W=-Q, asi que Q= 5743,1 J, y en un proceso isotérmico la variación de entalpía es 0 también.
Al calentar ISOCÓRICAMENTE no cambia el volumen por tanto W= 0 J, así que la variación de energía interna AU= -Q , para saber la temperatura en C con los gases ideales vale, es de 1219 K, y con esto calculamos la energía interna de C, deltaU=n*Cv*delta T---> deltaU=1*(3*8,314/2)*(1219-300) energía internaC=11461 J, de modo que el calor de C es -11461 J. La entalpia de BC es AH=n*Cp*AT----> 19101 J. Para la energía interna tenemos que recordar q es Cv(capacidad calorifica molar a volumen constante),y para entalpia Cp que lo mismo pero a presión constante, Cv=3R/2, y Cp=5R/2 para gases monoatomicos. Sumando los calores, trabajos, energias internas y enlapias tenemos el del proceso completo: AH= 19101 J, AU= 11461 J, Q =-5718 J, W= - 5743,1 J.
Gracias por la respuesta,pero:
¿Por qué en AU= -Q el calor es negativo si el primer principio de la termodinamica dice que AU=Q+W?
¿Y por qué se utiliza Cp para sacar AH en BC? ¿Porque se considera que la presión es constante al ser 1atm al final y al principio o por qué?
Y por otro lado,mi profesor en lugar de suponer 1 mol,saco el nº de moles en A(o nº de moles inicial) y supuso que se mantenía a lo largo del proceso,¿es esto correcto?
Además,en lugar de utilizar la presion final(1 atm) para sacar la temperatura en C,sacó esa presión mediante la fórmula de los gases ideales utilizando los 300K y el volumen de 100L y llamó a esta presión .
Ups, AU=Q, ha sido sin querer, solo cambiale el signo y suma para sacar Q del proceso.
Como no sabia cuantos moles eran he supuesto 1, no me habia dado cuenta q se podian sacar, pero efectivamente si tienes otra cantidad de moles pues usas esa,
y a la segunda pregunta, me la he hecho alguna vez y no he acabado de entenderlo, pero es así, te lo digo porque en un examen en la universidad pense q como la presión cambiaba de AH era 0 y me costo nota. Y lo último tambien vale.
Perdón,es que he editado varias veces y me he comido lo último.
Además,en lugar de utilizar la presion final(1 atm) para sacar la temperatura en C,sacó esa presión mediante la fórmula de los gases ideales utilizando los 300K y el volumen de 100L y llamó a esta presión "presión final" dando un resultado de 0,1atm.Y con esa presión sacó la temperatura en C y no entiendo porque hizo eso o si esta bien o no xD
Sí, está bien, yo no he puesto que también habria que hacer el paso de C-->A, que es isobárico y el trabajo lo puedes calcular con W=-P*deltaV. y yo no me habia fijado en el numero de moles y había supuesto 1 mol, pero efectivamente en el estado A puedes calcular el numero de moles que son 0,406 y por supuesto que se conserva en todo el ciclo, al cambiar el numero de moles de 1 a 0,406 la temperatura en C pasa a ser de 3003 K no de 1219 K, y el trabajo cambia también.
Te pongo lo que sale para cada cosa: Wa-b= -2331,7 J, Wb-c= 0 J, Wc-a= 9125 J, AHab= 0 J, AHbc= 22810 J , AHca= -22810 J, AUab= 0 J, AUbc= 13686 J, AUca= -13686 J
Qab=2331,7 J, Qbc=13686 J, Qca=-22811 J (coincide con AH del mismo proceso porque P=cte, no significa que no cambie la entalpía); Wtotal= 6793,3 J, Qtotal= -6793,3 J
AHtotal= 0 J, AUtotal= 0 J.
Bueno el profesor que me dio no tuvo en cuenta el paso de CA ,pero claro el enunciado no deja muy claro lo que se pide por lo visto.
