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Chio preguntado en Ciencias y matemáticasFísica · hace 6 años

¿hola la verdad no tengo idea de como sacar el volumen en este problema?

e confina gas nitrógeno (m=1Kg) en un cilindro con un embolo móvil expuesto a presión atmosférica normal. Se agrega una cantidad de calor (Q=25000 cal) al gas en unproceso isobárico y su energía interna aumenta en 8000 cal.

a. ¿Cuánto trabajo realizo el gas?

b. ¿Cuál es el cambio en el volumen?

2 respuestas

Calificación
  • hace 6 años
    Respuesta preferida

    Chio:

    Primer principio de la termodinámica para sistemas cerrados:

    Q = ΔU + W

    a) El trabajo se despeja de lo anterior:

    W = Q - ΔU

    =========

    W = 25000 cal - 8000 cal = 17000 cal

    =================== =========

    Notas:

    1. la energía interna aumenta, y entonces ΔU es positivo, pero el signo menos surge de pasarlo al otro miembro, quedando restado el incremento positivo;

    2. Q es positivo porque por convención se considera tal si lo entrega el medio exterior al sistema, como en este caso, o sea cuando se agrega desde afuera al sistema.

    3. El trabajo W queda positivo porque además por convención lo es si es el sistema el que lo realiza contra el medio, como es en este caso.

    4. algunos ponen el factor de conversión de calorías a Joule o kgm (o kpm). Es correcto, pero conceptualmente las calorías son energía como lo es la energía interna y el trabajo, pero lo lógico es que lo expresemos en Joule, si usamos el Sistema internacional. Hagamos la conversión:

    W = 17000 cal × 4,186 J/cal = 71162 J → respuesta (a)

    ===================== =======

    b) Dado que el proceso es isobárico (a presión constante) el trabajo fue:

    W = ∫ p dV = p ∫ dV = p ΔV

    de donde:

    ΔV = W / p = 71162 J / 101325 Pa ≈ 0,70 m³ → respuesta (b)

    === ===== ================ ========

    [ tener en cuenta que 1 J = 1 N m, y que: 1 Pa = 1 N/m² => N m / (N/m²) = m³ ]

    La masa no interviene en el cálculo. Se supone que la misma es consistente con el valor inicial de la temperatura del gas para dar un cierto volumen específico (V/m), pero no nos dicen qué valores de temperatura hay en juego. Sólo podríamos calcular un Δt bien a partir de Q a p=cte con Cp, o con el ΔU usando el Cv del nitrógeno. Nada de esto se pide.

    Saludos!

    .

  • hace 6 años

    Muchas gracias :)

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