Biofísica UBA XXI 1 P May 22 T1 - 7. Termodinámica

 Un mol de un gas ideal evoluciona sin modificar su presión desde un estado A hacia un estado B expandiendo su volumen. Durante dicha evolución el calor absorbido por el sistema fue de 400 calorías. Calcule la variación de energía interna del sistema.

Datos: 0,082 L.atm = 8,31 Joules = 2 Calorías; R = 0,082 L.atm / K.mol;

Presión A = 1 atm; Volumen A = 15 litros; Temperatura B = 20°C

 

ΔU = Q - W

 

Donde

ΔU = variación de energía interna

Q = calor absorbido = 400 cal (8,31 J / 2 cal) = 1662 J

W = trabajo

 

W =  PA (VB - VA)

 

donde

PA = presión  = 1 atm

VA = volumen en A = 15 L

VB = volumen en B = n R TB / PB  (ecuación de Estado de los gases ideales)

n = número de moles = 1 mol

R = constante de los gases ideales = 0,082 L.atm/mol.K

TB = temperatura en B = 20ºC + 273 = 293 K

PB = presión en B = PA = 1 atm

 

Reemplazando en la ecuación de VB

VB = 1 mol  0,082 L.atm/mol.K  293 K / 1 atm = 24,026 L

 

Reemplazando en W

W = 1 atm (24,026 L - 15 L) = 9,026 L.atm (8,31 J / 0,082 L.atm) = 914,71 J

 

Reemplazando en ΔU

ΔU = 1662 J - 914,71 J = 747,30 J