https://ejercicios-fyq.com/ Ejercicios Resueltos, Situaciones de aprendizaje y VÍDEOS de Física y Química para Secundaria y Bachillerato es SPIP - www.spip.net http://ejercicios-fyq.com/local/cache-vignettes/L144xH25/siteon0-da713.png?1758361862 https://ejercicios-fyq.com/ 25 144 http://ejercicios-fyq.com/Calor-trabajo-y-variacion-de-energia-interna-en-la-expansion-isotermica-de-un http://ejercicios-fyq.com/Calor-trabajo-y-variacion-de-energia-interna-en-la-expansion-isotermica-de-un 2021-10-27T19:19:42Z text/html es F_y_Q Primera ley RESUELTO Expansión isotérmica <p>Una muestra de 155 g de se expande isotérmicamente desde un volumen de 19 L hasta otro de 25 L a . Determina el trabajo, el calor y la variación de la energía interna asociados al proceso, expresando la respuesta en julio. <br class='autobr' /> Dato:</p> - <a href="http://ejercicios-fyq.com/Termoquimica" rel="directory">Termoquímica</a> / <a href="http://ejercicios-fyq.com/Primera-ley" rel="tag">Primera ley</a>, <a href="http://ejercicios-fyq.com/RESUELTO" rel="tag">RESUELTO</a>, <a href="http://ejercicios-fyq.com/Expansion-isotermica" rel="tag">Expansión isotérmica</a> <div class='rss_texte'><p>Una muestra de 155 g de <img src='http://ejercicios-fyq.com/local/cache-vignettes/L29xH15/15cf04ea39444f8963dee011f1f0dbd1-920f2.png?1732964753' style='vertical-align:middle;' width='29' height='15' alt="\ce{CO2}" title="\ce{CO2}" /> se expande isotérmicamente desde un volumen de 19 L hasta otro de 25 L a <img src='http://ejercicios-fyq.com/local/cache-vignettes/L36xH13/42b6f2f41261e9b790ab1d743f8915d5-321d1.png?1732967848' style='vertical-align:middle;' width='36' height='13' alt="27 ^oC" title="27 ^oC" />. Determina el trabajo, el calor y la variación de la energía interna asociados al proceso, expresando la respuesta en julio.</p> <p>Dato: <img src='http://ejercicios-fyq.com/local/cache-vignettes/L113xH20/0f09198611de89a7cc63bc7d60a7744e-a37eb.png?1733031541' style='vertical-align:middle;' width='113' height='20' alt="R= 8.314\ \textstyle{J\over mol\cdot K}" title="R= 8.314\ \textstyle{J\over mol\cdot K}" /></math></p></div> <hr /> <div <div class='rss_ps'><p>Al tratarse de un proceso isotérmico <b>la variación de la energía interna del sistema es nula</b> porque esta depende de la temperatura y, al ser la misma, no hay cambio en la energía interna: <img src='http://ejercicios-fyq.com/local/cache-TeX/22fe56d08447f65bbd8ee09351957dcd.png' style="vertical-align:middle;" width="74" height="21" alt="\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{\Delta U = 0}}}" title="\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{\Delta U = 0}}}" /> <br/> <br/> Si aplicas la primera ley de la termodinámica: <br/> <br/> <img src='http://ejercicios-fyq.com/local/cache-TeX/f8d859717b3b76e3d45c7bdffc711915.png' style="vertical-align:middle;" width="365" height="27" alt="\cancelto{0}{dU} = dQ + dW\ \to\ dQ = - dW\ \to\ \color[RGB]{2,112,20}{\bf dQ = - PdV}" title="\cancelto{0}{dU} = dQ + dW\ \to\ dQ = - dW\ \to\ \color[RGB]{2,112,20}{\bf dQ = - PdV}" /> <br/> <br/> Para calcular el trabajo que realiza el sistema en la expansión debes tener en cuenta que el volumen varía y también lo hace la presión del sistema. A partir de la ecuación de los gases ideales puedes escribir la presión en función del volumen: <br/> <br/> <img src='http://ejercicios-fyq.com/local/cache-TeX/adb94311756310b1609b9078f2f661d6.png' style="vertical-align:middle;" width="199" height="38" alt="PV = nRT\ \to\ \color[RGB]{2,112,20}{\bm{P = \frac{nRT}{V}}}" title="PV = nRT\ \to\ \color[RGB]{2,112,20}{\bm{P = \frac{nRT}{V}}}" /> <br/> <br/> Integrando el trabajo entre los estados inicial y final: <br/> <br/> <img src='http://ejercicios-fyq.com/local/cache-TeX/9a0021d1d46fe181fd1fc204dceb420b.png' style="vertical-align:middle;" width="338" height="41" alt="\int_1^2 dW = nRT \int_1^2 \frac{dV}{V}\ \to\ \color[RGB]{2,112,20}{\bm{W = nRT\cdot ln\ \frac{V_2}{V_1}}}" title="\int_1^2 dW = nRT \int_1^2 \frac{dV}{V}\ \to\ \color[RGB]{2,112,20}{\bm{W = nRT\cdot ln\ \frac{V_2}{V_1}}}" /> <br/> <br/> Los moles de <img src='http://ejercicios-fyq.com/local/cache-TeX/15cf04ea39444f8963dee011f1f0dbd1.png' style="vertical-align:middle;" width="29" height="15" alt="\ce{CO2}" title="\ce{CO2}" /> son el cociente entre la masa y la masa molecular del gas. Solo tienes que sustituir y calcular: <br/> <br/> <p class="spip" style="text-align: center;"><img src='http://ejercicios-fyq.com/local/cache-TeX/be65667240c12862faa3cf07e1563a00.png' style="vertical-align:middle;" width="526" height="43" alt="W = 155\ \cancel{g}\cdot \frac{1\ \cancel{mol}}{44\ \cancel{g}}\cdot 8.314\ \frac{J}{\cancel{mol}\cdot \cancel{K}}\cdot 300\ \cancel{K}\cdot ln\ \Big(\frac{25\ \cancel{L}}{19\ \cancel{L}}\Big) = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{- 2.41\cdot 10^3\ J}}}" title="W = 155\ \cancel{g}\cdot \frac{1\ \cancel{mol}}{44\ \cancel{g}}\cdot 8.314\ \frac{J}{\cancel{mol}\cdot \cancel{K}}\cdot 300\ \cancel{K}\cdot ln\ \Big(\frac{25\ \cancel{L}}{19\ \cancel{L}}\Big) = \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{- 2.41\cdot 10^3\ J}}}" /></p> <br/> <u>Considero el trabajo negativo porque el trabajo que realiza el sistema</u>. El calor será, por lo tanto, positivo: <img src='http://ejercicios-fyq.com/local/cache-TeX/15bfd434787cb4eb947c612fee48c058.png' style="vertical-align:middle;" width="138" height="26" alt="\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{Q = 2.41\cdot 10^3\ J}}}" title="\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{Q = 2.41\cdot 10^3\ J}}}" /> </math></p></div>