Question

Se tiene dentro un recipiente 2,38 moles de un gas ideal que sufren un proceso isotérmico reversible, desde un volumen inicial de 15,2 L a un volumen final de 13,6 L. La presión final fue de 5,41 atm. Determine el calor (en cal) involucrado en el proceso e indique si este calor ha sido absorbido o liberado por el sistema.

Datos: R = 8,314 J/mol.K = 0,082 atm.L/mol.K = 2 cal/mol.K

Answer 1

Para el proceso isotérmico de la compresión del gas ideal se ha obtenido lo siguiente:

1. La temperatura del proceso es  377,0 K
2. La presión inicial es 4.84 atm
3. W es de - 1973,7 cal
4. El calor Q = 1973,7 cal y es calor es liberado

¿ Cómo se aplica la primera ley de la termodinámica par un proceso isotérmico reversible?

La primera ley de la termodinámica aplicada a un proceso isotérmico reversible asume las siguientes consideraciones:

a) En el proceso isotérmico la variación de energía interna es igual a cero

b= El trabajo es representado la expresión P1*V1 +P2 *V2

D e acuerdo a lo anterior se tiene la siguiente expresión

Q-W = ΔU

Q-W=0

Q=W

W= P1*V1 +P2V2

De acuerdo a la ecuación fundamental de los gases ideales se pueden obtener la temperatura y la presión inicial

P V = n  R T

T2=T1= P2 V2/ R n

P1= RT n/V1

1. calcular T

$T= \frac{5.41 atm *13.6 L}{0.082 atm L/ Kmol * 2.38 mol} = 377.0 K$

2. calcular P1

$P_{1} = \frac{0.082 atm L/K mol * 2.38 mol * 377.0 K }{15.2 L} = 4.84 atm$

P1= 4.84  atm

3. Calcular el trabajo

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

W= $\int\limits^1_2 {nR T/V} \, dV$

W= n R T $\int\limits^1_2 {1/V} \, dV$

resolviendo la integral

W = n R T *ln $\frac{V2}{V1}$

     $W= 0.082 atm L/K mol *ln \frac{13.6 L}{15.2L} = -8.183 atm *L * 241.18 cal /1 atm *L= -1.973,7 cal$

W= -1973.7 cal

Q= - * - 1973,7  cal = 1973,7 cal

el calor positivo es liberado

Para conocer mas de la compresión isotérmica de un gas ideal consultar https://brainly.lat/tarea/13502970

https://brainly.lat/tarea/23024568

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