Biofísica UBA XXI 1P Abr24 T8 – 9 Termodinámica

Un mol de un gas ideal evoluciona de manera isobárica desde un estado A hacia un estado B expandiendo su volumen. Durante dicha evolución presenta una variación en su energía interna de 180 cal. Indique el calor intercambiado por el sistema, expresado en calorías.

Datos: 0,082 L.atm = 8,31 J = 2 cal; R = 0,082 L.atm/K.mol; Presión estado A = 1 atm; Volumen A = 20 L; temperatura B = 20°C

 

ΔU = Q – L  (Primer principio de la termodinámica)

donde
ΔU = variación de la energía interna = 180 cal

Q = calor

L = trabajo isobárico = P (VB – VA)

P = presión en el estado A = 1 atm

VB = volumen en el estado 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 el estado B = 20 °C + 273 = 293 K 

PB = presión en el estado B = PA

VA = volumen en el estado A = 20 L

 

Reemplazando en L

L = 1 atm (1 mol 0,082 L.atm / mol.K 293 K / 1 atm – 20 L) = 4,026 L.atm (2 cal / 0,082 L.atm) = 98,20 cal

 

Reemplazando en el primer principio

Q = ΔU + L = 180 cal + 98,20 cal = 218,20 cal