Biofísica 2 P CISALE Jul 23 – 4 Termodinámica

Un mol de gas ideal diatónico evoluciona isobáricamente desde un estado A a 2 atm y un volumen de 16 lt hasta un estado B disminuyendo su volumen a 5 lt. Luego evoluciona al estado C de manera isocorica hasta alcanzar una presión de 4 atm.

Datos: cp = 7 cal/K.mol; cv = 5 cal / K.mol;

R = 0,082 Lt.atm/K.mol = 2 cal / K.mol = 8,31 J/K.mol

 

a)     Represente las trasformaciones del proceso ABC en un diagrama de presión en función del volumen

 

 

b.     Calcule el calor intercambiado en el proceso ABC (en calorías) 

Proceso AB (isobárico)

QAB = n cp (TB – TA)

 

Donde

QAB = calor intercambiado proceso AB

n = número de moles = 1 mol

cp = valor especifico a presión constante = 7 cal/K.mol

TB = temperatura en el estado B = VB PB / (n R) (Ecuación de estado de los gases ideales)

VB = volumen del estado B = 8 lt

PB = presión del estado B = 2 atm

R = constante de los gases ideales = 0,082 lt.atm/ K.mol

TA = temperatura en el estado A = VA PA / (n R) (Ecuación de estado de los gases ideales)

VA = volumen del estado A = 16 lt

PA = presión del estado A = 2 atm

 

Reemplazando

QAB = 1 mol 7 cal/ mol.K (8 lt 2 atm / (1 mol 0,082 lt.atm/ K.mol) - 16 lt 2 atm / (1 mol 0,082 lt.atm/ K.mol)) = -1366 cal

 

Proceso BC (isocórica)

QBC = n cv (TC – TB)

 

Donde

QBC = calor intercambiado proceso BC

cv = valor especifico a volumen constante = 5 cal/K.mol

TC = temperatura en el estado C = VC PC / (n R) (Ecuación de estado de los gases ideales)

VC = volumen del estado C = 8 lt

PC = presión del estado C = 4 atm

 

Reemplazando

QBC = 1 mol 5 cal/ mol.K (8 lt 4 atm / (1 mol 0,082 lt.atm/ K.mol) - 8 lt 2 atm / (1 mol 0,082 lt.atm/ K.mol)) = 976 cal

 

QABC = QAB + QBC = -1366 cal – 976 cal = -390 cal (calor cedido)