Biofísica 2P Jul 22 TC - 7. Termodinámica

Un gas ideal evoluciona como muestra la figura desde un estado de 10 litros y 2 atm hasta otro estado de 50 litros y 4 atm, aumentando su energía interna en 10000 J

 

a)     Calcular el calor intercambiado, y decir si el gas lo cede o lo recibe

 

ΔUABCD = QABCD - WABCD  Primer principio

 

Donde

ΔUABCD = variación de la energía interna = 10000 J

QABCD = calor intercambiado

WABCD = trabajo

 

 

WABCD = WAB + WBC + WCD

 

WAB = 0 (volumen constante)

WBC = PB (VC - VB) = 8 atm (50 L - 10 L) = 320 L.atm

WCD = 0 (volumen constante)

 

Reemplazando

WABCD = 320 L.atm (1 m³/1000 dm³) (100000 Pa / 1 atm) = 32000 J

 

Reemplazando en el primer principio y despejando QABCD

QABCD = ΔUABCD + WABCD = 10000 J + 32000 J = 42000 J > 0 absorbido por el gas

 

b)    Si es gas regresa a su estado inicial cediendo 30000 J de calor al ambiente, calcular el trabajo para esa última evolución indicando si el gas lo entrega o lo recibe

 

ΔUABCDA = QABCDA - WABCDA  Primer principio

 

Donde

ΔUABCDA = variación de la energía interna = 0 (regresa al estado inicial)

QABCDA = calor intercambiado = QABCD + QDA

QDA = calor cedido al ambiente = - 30000 J

WABCDA = trabajo = WABCD + WDA

WDA = trabajo   ultima evolución

 

Reemplazando en el primer principio

0 = QABCD + QDA - (WABCD + WDA)

 

Despejando WDA

WDA = QABCD + QDA -  WABCD = 42000 J - 30000 J - 32000 J = -20000 J < 0 recibido