Ejercicios de física para una buena solución de termodinámica
Un gas ideal se encierra en un cilindro con un pistón móvil encima de él. El pistón tiene una masa de 8 000 g y un área de 5.00 cm2 y tiene libertad de deslizarse hacia arriba y hacia abajo, lo que mantiene constante la presión del gas. ¿Cuánto trabajo se consume en el gas a medida que la temperatura de 0.200 moles del gas se elevan de 20.0°C a 300°C?
1 Respuesta
Primero estableces las condiciones del estado 1 o inicial:
P1V1 = n R T1 .............V1= nRT1/(P1 +Po)...........................P1= 8 Kg/5 cm^2 = 80N/0.0005 m^2 = 160000 N/m^2.......Po = 101293 N/m^2 ............Luego P1= 261293 Pa. = 2.58 Atm.
V1= 0.20 mol x 8.3144 m^3 Pa/K mol x 293 K / 261293 Pa = 0.00186 m^3
Ahora lo llevas al estado 2 y planteas la relacion:
V1/V2 = T1/T2 .........................................V2= V1 T2/T1 = 0.00186 x( 573 / 293) = 0.00365 m^3
El gas se expande elevando el piston que efectua un trabajo mecanico = presion x delta V
w= 261293 Pa x ( 0.00635 - 0.00186) m^3= 1173 Joules aprox.
