Biofísica UBA XXI Examen jun 20 73. Termodinámica

73. Un sistema formado por 1,8 moles de un gas ideal sufre una transformación (a una presión constante de 1444 mmHg) desde un estado A a otro B, de menor volumen. Determine el volumen de B, teniendo en cuenta que la ΔUab = -575 J y el calor cedido por el sistema es de 237 cal.

Datos: TA = 130ºC; R = 0,082 l.atm/K.mol = 8,31 J/K.mol = 2cal/K.mol;

 760 mmHg = 1 atm.

PA VA = n R TA

Donde

PA = presión A = 1.444 mmHg (101.300 Pa / 760 mmHg) = 192.470 Pa

VA = volumen en A

n = número de moles = 1,8 mol

R = constante de estado de los gases ideales = 8,31 J/K mol

TA = temperatura en A = 130º C + 273 = 403 K

Reemplazando y despejando VA

VA = n R TA / PA = 1,8 mol 8,31 J/K mol  403 K / 192.470 Pa = 0,03132 m³

ΔU = Q – L

Donde

ΔU = variación de  la energía interna = - 575 J

Q = calor cedido por el sistema = - 237 cal = - 237 cal 4,18 J/cal = - 990.66 J

L = trabajo a presión constante = P (VB – VA)

PA = presión = 1444 mmHg =   192.470 Pa

VB = volumen en el estado B

VA = volumen en el estado A =  0,03132 m³

Reemplazando y despejando VB

VB = VA + (Q -  ΔU) / PA = 0,03132 m³ + (- 990.66 J – (- 575 J )) / 192.470 Pa = 0.02916 m³  = 29,16 L