¿Qué capacidades caloríficas debo usar?
El calor específico que me dan para los gases perfectos es a presion constante y a volumen constante y es una constante.Pero me he fijado en un ejercicio, que las formulas que utiliza son de cv=du/dt y cp=dh/dt para calcular la variacion de energia interna y entalpia entre el punto incial y final.Pero el gas aunque sea perfecto no esta todo el rato a volumen constante ni a presion constante.Entonces, por que utiliza esas dos formulas?
Y luego esta este problema que no tengo ni idea.
Una masa de oxígeno de 1kg sufre una transformación que eleva su temperatura de 500 a 800 grados centígrados,¿cuál es la variación de energía cinética?
1 Respuesta
Según yo lo veo ... Debes pensarlo tal como se define toda transformaciópn termodinámica. Es una sucesión de estados de equilibrio... es decir todo el sistema pasa de un estado a otro en tiempo suficientemente largo como para que no se desequilibre en ningún momento. Así ocurre que en el plano PV para ir de un estado 1 al 2 lo pensamos como desplazamientos escalonados suficientemente pequeños a volumen constante y a presión constante. De esa manera Cv y Cp permanecen constantes a lo largo de estas transformaciones elementales. Luego la energía interna y la entalpía se resuelven por simple integración.
Para el segundo punto de la consulta, entiendo que debes dirigirte a la Teoría cinética de los Gases Ideales... según la cual la presión del un gas es una función de la Energía cinética media de sus moléculas en continuo movimiento... Asimismo la Energía cinética media también es una función de la Temperatura Absoluta del gas. A través de la llamada" Constante de Boltzmann" ...K = 1.38 x 10^-23 J/ °K
La fórmula que debes utilñizar es : Energía Cionetica Media = 3/2 K T
La variacion de energia cinética entre 500 y 800 °C = 300°C = 300°K (porque es una diferencia)
Luego delta (Energia cinética ) = 3/2 K (300) °K = 3/2 x 1.38 x 10^-23 J/ °K x 300 °K = 621 X 10^-23 J.
Esta variación de E.C. sería por mol del gas..........Como1 Kg. de Oxigeno te representa 1mol / 0.032Kg x 1 Kg = 31.25 moles ......la Variación de E.C. = ( 621 X 10^-23) J. x 31.25 moles = 19406 x 10^-23 J = 1.94 X 10^-19 J.
Te paso pagina WEb ilustrativa del tema.......
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/gasIdeal/gasIdeal.html
Así ocurre que en el plano PV para ir de un estado 1 al 2 lo pensamos como desplazamientos escalonados suficientemente pequeños a volumen constante y a presión constante.
Si, pero si varia la presión y volumen varia la temperatura y con ella cv y cp(según joules).
Respecto al problema, no he dado esa teoría y prefiero no utilizarlo, ¿no hay otra manera de resolverlo?
Respecto al primer punto te acompaño apunte bastante explicativo del tema Espero te sea útil.
http://www.fodonto.uncu.edu.ar/upload/1er-principio-de-la-termodinamica.pdf
En cuanto al segundo tema .. no encuentro otra forma de hablar de " energía cinética de las moléculas" que no sea la teoría cinética de los gases ideales.
Ahora Salgo unos días de vacaciones ( por aquí 30 ° C promedio) por lo que no estaré presente en el Foro.
Suerte.
