Diferencia entre los calores a presión y a volumen constante (268)

, por F_y_Q

La reacción entre 1 g de Zn y ácido sulfúrico en exceso desprende 2 405 J en un recipiente abierto y 2 443 J en un recipiente cerrado. Escribe la reacción ajustada y explica por qué se produce esa diferencia.


SOLUCIÓN:

El proceso que tiene lugar es:

\fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\textbf{\ce{Zn(g) + H2SO4(ac) -> ZnSO4(ac) + H2(g)}}}}


Al desprenderse hidrógeno gaseoso en la reacción, la variación de volumen del sistema es significativa.

Si el proceso tiene lugar en un recipiente abierto, la energía del sistema es energía a presión constante, por lo que esa energía es igual a la variación de entalpía del sistema:

\Delta U = Q_P - p\cdot \Delta V\ \to\  \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{\Delta H = \Delta U + p\cdot \Delta V}}}


Si el proceso ocurre en un recipiente cerrado, la energía del sistema es energía a volumen constante y la energía del sistema es:

\Delta U = Q_V - p\cdot \cancelto{0}{\Delta V}\ \to\  \fbox{\color[RGB]{192,0,0}{\bm{\Delta U = Q_V}}}


La diferencia entre ambos calores es el trabajo de expansión del sistema.