Biofísica Final Jul 24 TA 8 Termodinámica

Un gas ideal realiza un proceso en el que su volumen se reduce a un tercio del volumen inicial y su presión aumenta al doble de la presión inicial. Entonces se puede asegurar que, durante ese proceso. La variación de la energía interna del gas ∆U, el calor del gas Q, el trabajo L, son tales que:

 

□ ∆U > 0, Q < 0, L < 0, |Q| > |L|	□ ∆U > 0, Q > 0, L < 0, |Q| > |L|
□ ∆U < 0, Q > 0, L < 0, |Q| > |L|	□ ∆U > 0, Q > 0, L > 0, |Q| > |L|
□ ∆U < 0, Q < 0, L > 0, |Q| < |L|	█ ∆U < 0, Q < 0, L < 0, |Q| > |L|

 

 

Variación de la energía interna (∆U)

P V = n R T (Ecuación de Estado de los gases ideales)

 

Donde

P = presión

V = volumen

n = número de moles

R = constante de estado

T = temperatura

 

Reemplazando y despejando T

T = P V / (n R)

T1 = P1 V1 / (n R) 

T2 = P2 V2 / (n R) = 2 P1 V1/3 / (n R) = 2 / 3 T1

 

∆U = n cv (T2 – T1)

 

Donde

∆U = variación de energía interna

cv = calor especifico a volumen constante

 

Reemplazando

∆U = n cv (2/3 T1 – T1) = - 1/3 n cv T1 à ∆U <  0

 

Trabajo (L)

 

L = área debajo de la curva PV

 

L = P1 (V2 – V1) + (P2 – P1) (V2 – V1) /2

 

Reemplazando

L = P1 ( -1/2 V1) + P1 (-1/2 V1) /2 = -3/4 P1 V1 à L < 0

 

Calor ( Q)

 

∆U = Q – L  (primer principio)

 

Donde

Q = calor intercambiado

 

Despejando Q

Q = ∆U  ( < 0) + L( < 0 ) à Q < 0

 

| Q | = | ∆U | + | L | à | Q | > | L |