Question

1) El cambio de entalpía de un sistema de 80 g con capacidad térmica de 6.3 J/g K,
si su temperatura disminuye 20 ºC es:

2) El cambio de energía interna de un sistema que recibe 120 kJ de calor y realiza 80 kJ de trabajo:

3) Si el cambio de energía interna de un sistema es de 50 kcal durante un proceso en el que recibió 73 kcal de trabajo, significa que la energía que generó en forma de calor es:

4) Si la presión de un sistema es de 230 kPa, ¿cuál es la presión del sistema expresado en atmósferas?

5) Si un gas sigue la ley de Boyle, y su volumen inicial es de 53 L a 290 kPa ¿Cuál es el volumen a 346 kPa?

NOTA: por favor ayudenme con estos problemas que no comprendo :'( :'(

Answer 1

1.La capacidad térmica se define como: $C = \frac{\Delta H}{\Delta T}$ (estoy suponiendo que es a presión constante porque nos piden la entalpía).

$\Delta H = C\cdot \Delta T\ \to\ \Delta H = 6,3\frac{J}{g\cdot K}\cdot (-20)\ K = - 126\frac{J}{g}$

Como el sistema tiene una masa de 80 g:
 
$\Delta H = - 126\frac{J}{g}\cdot 80\ g = \bf - 15\ 120\ J\ \equiv - 15,12\ kJ$

2. Aplicando la Primera Ley de la Termodinámica: $\Delta U = Q + W$

$\Delta U = 120\ kJ - 80\ kJ = \bf 40\ kJ$

La clave está en el criterio de signos. Cuando el sistema proporciona calor o trabajo lo tomamos con signo negativo, mientras que si tenemos que aportar calor o trabajo al sistema lo tomamos con signo positivo.

3. Despejando de la Primera Ley: $Q = \Delta U - W$. La variación de la energía interna es positiva y el trabajo, al ser dado al sistema, también debemos tomarlo con signo positivo:

$Q = 50\ kcal - 73\ kcal = \bf -23\ kcal$

El resultado es coherente con el enunciado porque el calor, al ser negativo, es generado por el sistema.

4. La equivalencia entre atmósferas y pascales puede aproximarse a $1\ atm = 10^5\ Pa$:

$230\cdot 10^3\ Pa\cdot \frac{1\ atm}{10^5\ Pa} = \bf 2,3\ atm$

5. Si sigue la ley de Boyle: $P_1\cdot V_1 = P_2\cdot V_2$. Basta con despejar el volumen final: $V_2 = \frac{P_1\cdot V_1}{P_2}$

$V_2 = \frac{290\ kPa\cdot 53\ L}{346\ kPa} = \bf 44,42\ L$