Un balón contiene 64 g de oxígeno (O2) y mediante un proceso isobárico, cambia de 10 L y 25 °C a ocupar 30 L, calcular: a. -¿La temperatura final (en k)? b. -¿El trabajo involucrado en el proceso (en J)?
Respuestas a la pregunta
Para una determinada masa de Oxígeno, contenida en un balón, que cambia su volumen mediante un proceso isobárico, se calcula su temperatura final y el trabajo (W) implicado en el proceso.
Cálculo de la temperatura final del gas
El balón contiene 64 gramos de Oxígeno. Calculamos n (número de moles):
n = 64 g / (32 g /mol) = 2 mol de O₂
V₁ = 10 L
T₁ = 25 °C = 25 + 273 =298 K
V₂ = 30 L
T₂ = ?
Presión constante
Aplicando la ecuación de la Ley de Charles, que establece la relación entre volumen y temperatura (presión constante) para un gas ideal, tenemos:
V₁ / T₁ = V₂ / T₂
Despejamos T₂: T₂ = ( V₂ . T₁) / V₁
T₂ = ( 30 L × 298 K) / 10 L
Cálculo del Trabajo (W) involucrado en el proceso
W = n . R . T . ln ( V₂ / V₁ )
W = 2 mol × (0,082 atm L/ K mol) × 298 K × ln (30 L/ 10 L)
W = 53,7 atm . L × 1 Joule / 0,00987 atm . L = 5440 J
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