Un recipiente contiene 100 gramos de H2 a 2 atmosferas de presión y 7°C. Se calienta el recipiente manteniendo el volumen constante hasta alcanzar la temperatura de 27°C. Calcule en caloría lo siguiente: a) El calor suministrado. b) El trabajo realizado. c) La energía interna. d) La presión final.
Respuestas a la pregunta
a) El calor suministrado al recipiente que contiene 100 g de H₂ es: 6.838 kcal
b) El trabajo realizado por el sistema es: 1.97 kcal
c) La presión final es: 2.14 atm
Datos:
m= 100 g=0.1 kg
P₁= 2 atm
T₁= 7°C= 280 K
T₂=27°C=300 K
Cp= 3.419 kcal/kg K
Cv=2.434 kcal/ kg K
Explicación:
a) El calor suministrado se halla mediante la siguiente fórmula:
Q= m*cp* (Tf-Ti)
Q=0.1 kg *3.419 kcal/kg K *(300 K-280 K)
Q=6.838 kcal
b) Para hallar el trabajo realizado, se debe encontrar primero la energía interna:
ΔU=Cv * m * (Tf -To)
ΔU=2.434 kcal/ kg K *0.1 kg *(300 K-280 K)
ΔU=4.868 kcal
Luego, el trabajo realizado es:
W= Q-ΔU
W=6.838 kcal-4.868 kcal
W=1.97 kcal
c) La energía interna es ΔU=4.868 kcal
d) Para hallar la presión final se emplea la ley de Gay-Lussac la cual es:
P₁*T₂=P₂*T₁
2 atm* 300 K=P₂* 280 K
P₂=2.14 atm