Question

Diez gramos de agua cambian de líquido a sólido a una presión constante de una atmósfera y a una temperatura constante de 0 °C. En el proceso de volumen cambia de 10 m^3 a 10.1 cm^3.
a) Calcula el trabajo que realiza el agua
b) El cambio de energía interna

Answer 1

Para la situación a presión constante y temperatura constante, se obtiene que:

a) El trabajo que realiza el agua es: W= - 1.01325*10^4 J

b) El cambio de energía interna es: ΔU=0.

m= 10 g

P cte = 1 atm

T cte = 0ºC

V1 = 10m3 * 1000 L/1m3= 10000 L

V2= 10.1 m3 *1000 L/1m3= 10100 L

a) W=?

b) ΔU=?

Fórmula de trabajo W

 W= - P atm *dV

W= - 1 atm* ( 10100 L-10000 L)= -100 L*atm* 101.325 J/  1 L*atm= -10132.5 J = - 1.01325*10^4 J

V2 > V1, luego ΔV = V2-V1 > 0 y w < 0, es decir, el sistema efectúa trabajo sobre el entorno.

La energía interna sólo depende de la temperatura, a temperatura constante, ΔU=0.