Question

Un mol de gas ideal se expande isotérmicamente desde 1000 kPa y 10 litros hasta 100 kPa. Calcula el trabajo asociado en kJ, en cada uno de los siguientes casos:
a) la presión de oposición es constante e igual a 100 kPa.
b) En 2 etapas: etapa 1) Pop = 500 kPa ; etapa 2) Pop = Pfinal del gas.
c) Reversiblemente
Le agradecería si me ayudaran con b y c

Answer 1

El valor del trabajo para cada uno de los incisos deñ proceso son:

a)W = 0.2583T  [KJ]

b)W = 0.3731T  [KJ] ; W = 0.2583T  [KJ]

c)W = -0.66T [KJ]

Explicación:

La expresion para el calclo del trabajo viene dado por:

W = Pop (Vop - V1) + P2(V2 - Vop)

Sabemso que los volumenes son:

• V1  = RT/P1
• V2 = RT/P2
• Vop = RT/Pop

Con la primera ecuacion y los volumen llegamos a una relacion final de

W = RT (2 - Pop/P1 - P2/Pop)

a)

P2  = Pop = 100kPa

V = 10L = 0.01m³

R = 0.287 kJ/kg°K

W = 0.287T (2 - 100/1000 - 100/100)

W = 0.2583T  [KJ]

b)

P2  = 100kPa

Pop = 500kPa

V = 10L = 0.01m³

R = 0.287 kJ/kg°K

W = 0.287T (2 - 500/1000 - 100/500)

W = 0.3731T  [KJ]

c)

P2  = Pop = 100kPa

V = 10L = 0.01m³

R = 0.287 kJ/kg°K

W = 0.287T (2 - 100/1000 - 100/100)

W = 0.2583T  [KJ]

d)

W = nRTln(V2/V1)

W = 0.287T Ln(100kPa/1000kPa)

W = -0.66T [KJ]