Termodinámica - Proceso Isotérmico, Un globo lleno inicialmente

Brayan voy a aplicar la convenció IUPAC:

∆U = Q + W ..................(1)

El proceso es una compresión isotérmica (a T=cte) y como es un gas ideal y la energía interna depende de la variación de la temperatura, entonces ∆U = 0 reemplazando en (1):

0 = Q + W entonces Q = - W

para un proceso isotérmico W = - nRTLn(Vf/Vi) .................(2)

donde:           n=2.5moles      Vf=0.1L    Vi=2L           R=8.314J/mol.K             T=298.15K

Reemplazando en (2):

W=-(2.5)(8.314)(298.15)Ln(0.1/2) entonces:

W = + 18564.7 J (se hace trabajo sobre el sistema) luego

Q = -18564.7 J (se libera calor)

H = U + PV entonces ∆H = ∆U + ∆PV como ∆U = 0 entonces  ∆H =  ∆PV = PfVf - PiVi ....(3)

pero en un proceso isotérmico se cumple que PiVi = PfVf entonces PfVf - PiVi = 0 en (3)

∆H = 0

comprobación:

Tenemos que calcular las presiones tanto inicial como final: PV=nRT

Vi=2x10^-3 m^3

Pi=nRT/Vi=(2.5)(8.314)(298.15)/(2x10^-3)

Pi = 3 098 523.875 N/m^2

PiVi=PfVf entonces Pf=Pi(Vi/Vf) Pf=(3 098 523.875)(2/0.1)

Pf = 61 970 477.5 N/m^2

∆H = (61 970 477.5)(0.1x10^-3) - (3 098 523.875)(2x10^-3)

∆H = 0