1r ciclo Problema del primer principio de termodinámica

[Davilovich]

Muy buenas, he recurrido a este foro porque llevo varias horas calentándome la cabeza con un problema sobre el primer principio de termodinámica. La verdad es que estoy ya agobiado porque es el primer ejercicio de una relación de 50 y si no puedo hacer el primero, no quiero ni saber que me pasará en los siguientes

No es necesario que me lo resolváis vosotros, simplemente con que me digáis alguna formula o lo primero que debo hacer o algo para encaminarme en el ejercicio, lo agradecería mucho.

Este es el ejercicio:

Dos moles de un gas diatómico describen el ciclo de la figura, cv=5/2R. Para el estado A, la presión es de 5 atm y la temperatura de 600 K. 
En el estado B, el volumen es el doble que en A. La presión en  D es 1 atm. El proceso  AB es isotermo, mientras que el  BC es adiabático.
Calcule la presión, volumen y temperatura de cada estado y la variación de energía interna, el calor y el trabajo en cada proceso y en el ciclo entero.

Aunque haga referencia a una figura, no consigo encontrar dicha figura en la relación, espero que no sea un problema grave.

Un saludo!

[GastonV]

Re: Problema del primer principio de termodinámica

Buenas, lo primero que deberías aprender es como diagramar el proceso en un diagrama p-V, no es difícil puesto que las isocóricas son a volumen constante por lo tanto es una recta vertical en tu diagrama p-V, las isobáricas son a presión constante, lo cuál se diagrama como una recta horizontal, las isotermas tienen pendientes del tipo 1/x y las adiabáticas son con pendiente del tipo $\frac{1}{{x}^{a } }$, tal vez no entiendas bien esto pero te lo dejo para que lo investigues por tu cuenta. Una buena bibliografía es el Resnik (es el autor) de física general.

Una vez que sepas esto, lo siguientes es saber que para un gas ideal, la ecuación de estado es $pV = nRT$ donde:
p = presión
V = volumen
n = número de moles
R = constante universal de los gases
T = temperatura

Y tener en cuenta que para un proceso adiabático (puedes investigar la deducción de esto) la ecuación es del tipo $p {V}^{ \gamma} = constante$ donde
$\gamma = \frac{{c}_{p }}{{c}_{ v} }$

Luego, una vez aprendido lo anterior, podrás hacer la primera parte del problema, para la segunda parte no resta más que comenzar a aplicar la ecuación de estado de la primera ley, que es
$\dd U = \dd Q - \dd W$, con U: energía interna, Q: calor, W: trabajo
sabiendo además que para un gas ideal
$\dd U = n {c}_{v } \dd T$ sin importar que proceso se realice dado que es ecuación de estado, es decir, importa el estado inicial y final. Además, el trabajo es
$\dd W = p \dd V$.

Con eso último, podrás completar tu problema. Te recomiendo que antes de volver a consultar algo, leas alguna bibliografía, yo te recomiendo el Resnik, el Sears o el Serway, los tres son buenos para empezar.