Biofísica UBA XXI Examen jun 20 30. Termodinámica

30. Un mol de gas ideal evoluciona a presión constante (760 mmHg) desde un estado A ocupando un volumen de 5 L a una temperatura de 38 °C, hasta un estado B a 323 K, ocupando un volumen de 5,5 L .indique la variación de energía interna.

Datos: cp = 7 cal/K.mol;  760 mmHg = 1,013.10⁶ b  = 1 atm = 1,013.10⁵ Pa

 a. ΔU = 69,2 cal

 b. ΔU = 96,2 cal

 c. ΔU = 83,8 cal

█ d. ΔU = 71,8 cal

 e. ΔU = 44,8 cal

ΔU = Q - L

Donde

ΔU = variación de energía interna

Q = calor absorbido = n cp ΔT

n = número de moles = 1 mol

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

ΔT = variación de la temperatura = TB – TA

TB = temperatura estado B = 323 K

TA = temperatura estado A = 38 º C + 273 = 311 K

Q = 1 mol 7 cal/K mol (323 K – 311 K) = 84 cal

L = trabajo = P ΔV

P = presión = 760 mmHg = 101.300 Pa

ΔV = variación de la volumen = VB – VA

VB = volumen estado B = 5,5 L = 5,5 dm³ = 5,5 x 10^-3 m³

VA = volumen estado A = 5 L = 5 dm³ = 5 x 10^-3 m³

L  = 101.300 Pa (5,5 x 10^-3 m³ - 5 x 10^-3 m³) = 50,65 J / 4,18 cal/J = 12,12 cal

reemplazando

ΔU = 84 cal - 12,12 cal = 71,88 cal  ------------ variación de la energía interna