1r ciclo Gases ideales

[ChristianTerrones01]

Un tanque rigido se secciona en dos partes iguales.Al inicio una parte contiene 6 kg de un gas ideal a 800kpa y 50 grados centígrados. Al quitar la división del gas se expande completamente en el tanque. Determine la temperatura y presión final.

Eh pesado que podría utilizar cualquier gas ideal pero no estoy seguro.
Creo que estoy un poco atorado :/

[Alriga]

Re: Gases ideales

Hola ChristianTerrones01, supongo que hay que interpretar que la expansión es adiabática reversible, entonces:

a)

$P_1 V_1^{\gamma}=P_2 V_2^{\gamma}$

$P_2=P_1 \left ( \dfrac{V_1}{V_2}\right )^{\gamma}$

Según el enunciado $V_2=2V_1$

$P_2=\dfrac{P_1}{2^{\gamma}}$

$P_2=\dfrac{80000}{2^{\gamma}}$

b)

$\dfrac{T_2}{T_1}=\left (\dfrac{V_1}{V_2}\right )^{\gamma -1}$

$T_2=T_1 \ \left (\dfrac{V_1}{V_2}\right )^{\gamma -1}$

$V_2=2V_1$

$T_2=\dfrac{T_1}{2^{\gamma -1}}$

$T_2=\dfrac{323.15}{2^{\gamma -1}}$

Si el gas ideal es monoatómico entonces el índice adiabático vale:

$\gamma = \dfrac 5 3$

Si el gas ideal es diatómico, (como por ejemplo el oxígeno o el nitrógeno atmosféricos), entonces:

$\gamma = \dfrac 7 5$

El enunciado no lo dice, yo haría el cálculo para ambas hipótesis y presentaría el ejercicio con las dos versiones.

EDITADO: Mira la interesante aportación posterior que ha hecho skynet. Tal vez sea esa la interpretación que hay que darle al ejercicio (expansión adiabática no reversible). Yo no he ido por ese camino porque al preguntar el enunciado "Determine la temperatura y presión final" he supuesto que la temperatura debería ser diferente de la inicial y ello me ha llevado por el camino de la expansión adiabática reversible.

Saludos.

[skynet]

Re: Gases ideales

yo creo que este ejercicio está basado en la experiencia de Joule de la expansión libre, en la cual la otra parte del recipiente estaba a vacío, christian no lo dice, la cuestion es que no dice cual es la presion inicial en la otra parte del recipiente, imagino que es a vacío .... en ese caso, como no se produce trabajo de expansión la temperatura del gas ideal permanece constante y por lo tanto la presión disminuye a la mitad ya que el recipiente estaba dividido en dos partes iguales ... y esto sucede para cualquier gas ideal, independioentemente de que sea monoatomico o diatomico

[Richard R Richard]

Re: Gases ideales

El ejercicio no aclara como es la evolución del sistema ,no dice isotérmica ni adiabáticamente, a nivel de secundaria aplicaría la ley de Boyle y Mariotte directamente

https://es.m.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Boyle-Mariotte

$P_1V_1=P_2V_2$

Pero Christian esta en primer ciclo de física, así sin la aclaración mediante, ambas soluciones son correctas para cada tipo de evolución.