Question

Calcular el trabajo realizado (en J) cuando se evaporan 90 g de agua a 1 atm y 100 ⁰C, suponga que el volumen del agua líquida es insignificante comparado con el volumen del vapor a 100 ⁰C, suponga un comportamiento de gas ideal. Datos: 1atm-l=101, 325 J; PA(H)=1; PA(O)=16

Answer 1

El trabajo realizado por el  gas vapor de agua, a presión constante es  -15 494 Joules. El trabajo es de compresión.

¿Qué es el trabajo en termodinámica?

Es el trabajo realizado por un sistema, representa la energía transferida por un sistema a su entorno. Un gas puede realizar un trabajo de expansión o de compresión. El valor del trabajo  se obtiene de la primera ley de la Termodinámica. Esta ley ademas considera el calor y la variación de la energía interna.

El trabajo W obedece a la expresión:

W =- $\int\limits^1_2 {P \, dV$

¿Cual es la expresión de la primera ley de la Termodinámica?

La expresión matemática es  la siguiente ecuación:

Q-W = ΔU        en donde

W es el trabajo realizado por el sistema o contra el sistema

Q es el calor transferido o absorbido

ΔU es la variación de la energía interna

En particular el trabajo se calcula, ya integrando a P= constante como:

W = -P (V2-V1)  

donde V2-V1 es la variación de volumen experimentado por el gas

P es la presión

datos

m=90 g

P=1 atm

T=100 °C+273.15 =373.15 K

PM H2O= 18 g/ mol

densidad agua= 1 g/ml

V1: es el volumen inicial lo obtenemos de la fórmula de la densidad

densidad=m/V

V = m/ densidad

V2: es el volumen ocupado por la masa de vapor de agua a las condiciones dadas, lo obtenemos de la ecuación de gas ideal:

P V2 = n R T2

despejando el volumen

V2= n R T2/P

Calculando V1

$V1= \frac{90 g }{1 g ml } =90 ml * 1 L/ 1000 ml =0.090 L$

Calculando V2

$V2= \frac{( 90 g /18 g/ mol)* 0.082 atm L /K mol *373.15 K }{ 1 atm } = 153 L$

Calculando el trabajo a P= constante

$W= - 1 atm *( 153 L - 0. 090 L ) = 152.91 atm *L *101.325 J/1 atm L = -15.493,6 Joules$

W= -15 494 Joules

Para saber más del trabajo realizado por un gas consulta https://brainly.lat/tarea/11498793