Biofísica UBA XXI Final Oct 9. Termodinámica

9. Un sistema formado por 1,8 moles de un gas ideal sufre una transformación (a una presión constante de 1748 mmHg) desde un estado A a otro B, de menor volumen. Determine el volumen de B, teniendo en cuenta que la ΔUab = -475 J y el calor cedido por el sistema es de 208 cal.

Datos: TA = 98ºC; R = 0,082 l.atm/K.mol = 8,31 J/K.mol = 2cal/K.mol;

 760 mmHg = 1 atm.

 

      221             L             mL              cL            █ dL

 

PA VA = n R TA

Donde

PA = presión A = 1.748 mmHg (101.300 Pa / 760 mmHg) = 232.990 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 = 98º C + 273 = 371 K

 

Reemplazando y despejando VA

VA = n R TA / PA = 1,8 mol 8,31 J/K mol  371 K / 232.990 Pa = 0,0238 m³

 

 

ΔU = Q – L

 

Donde

ΔU = variación de  la energía interna = - 475 J

Q = calor cedido por el sistema = - 208 cal = - 208 cal 4,18 J/cal = - 869,44 J

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

PA = presión = 1748 mmHg =   232.990 Pa

VB = volumen en el estado B

VA = volumen en el estado A =  0,0238 m³

 

Reemplazando y despejando VB

VB = VA + (Q - ΔU) / PA = 0,0238 m³ + (- 869,44 J – (- 475 J )) / 232.990 Pa =

VB = 0.0221 m³  = 22,1 L = 221 dL