Question

Se cuenta con un gas dentro de un cilindro con émbolo, libre de fricción, el cual se expande cuasiestáticamente mediante la trayectoria P 2V = cte., desde dos bares, 60(°C) y 0,1(m3 ), hasta que se cuadruplica su volumen. Al sistema se le suministran 106(kJ) de calor. Calcule el cambio de la energía interna del gas, en (kJ).

Answer 1

El cambio de energía interna, del gas que se encuentra en el cilindro émbolo, es de 46 kJ.

Explicación:

Inicialmente se debe calcular el trabajo realizado por el gas, este se puede calcular mediante la siguiente ecuación:

• W = P·ΔV

Es decir, el trabajo es igual a presión por la diferencia de volumen.

Procedemos a calcular el trabajo:

W = (200000 Pa)·[4·(0.1 m³) - 0.1 m³] ; 2 bar = 200000 Pa

W = (200000 Pa)·(0.4 m³ - 0.1 m³)

W = (200000 Pa)·(0.3 m³)

W = 60000 J

Ahora, para calcular el cambio de energía interna se utiliza la ecuación asociada con la primera ley de la termodinámica:

Q - W = ΔU

(106000 J) - (60000 J) = ΔU

ΔU = 46000 J

ΔU = 46 kJ ; siendo este el cambio de energía interna