Biofísica 3. Termodinámica 37 Primer principio

Primer principio 37. Un recipiente rígido y adiabático de volumen 2 m³ está dividido por una pared interna en dos partes iguales. Un gas ideal monoatómico ocupa la mitad del mismo. La presión del gas es 100 kPa y su temperatura, 300 ºK. La otra mitad del recipiente se encuentra evacuada. Se quita la pared que separa ambas mitades dejando que el gas se expanda libremente:

a. calcule el trabajo realizado por el gas y la variación de su energía interna;

Primer principio de la termodinámica:
ΔU = Q - L

donde

ΔU = variación de energía interna
Q = calor (adiabático) = 0
L = trabajo (la presión exterior es constante) = 0  < -------- trabajo

Reemplazando

ΔU = 0 – 0 = 0 < -----------energía interna

b. ¿cuál es la temperatura final del gas?

ΔU = 0 ------- > T = constante = 300 ºK  < ---------- temperatura del gas

c. ¿cuáles de las respuestas anteriores no cambian si el gas no es ideal?

El primer principio de la termodinámica vale para cualquier tipo de gas.(a valido)

Energía interna solo función de la temperatura vale únicamente para los gases ideales. (b no valido)