Otras carreras Trabajo y calor compresión gas ideal

[victor5lm]

¡Buenas tardes! ¿Podrían ayudarme con este ejercicio? Muchas gracias. "10 moles de un gas ideal se hallan en el interior de un cilindro termostatizado a 25ºC con un pistón móvil. Inicialmente, el sistema está en equilibrio con la presión atmosférica (1 bar). Posteriormente se adiciona una presión de 1 bar. Una vez alcanzado de nuevo el equilibrio mecánico, calcule el trabajo y el calor intercambiado con los alrededores en la compresión del gas suponiendo que esta se realiza a temperatura constante. ¿Es este proceso reversible?"

[Alriga]

Re: Trabajo y calor compresión gas ideal

Hola Victor, bienvenido a La web de Física, por favor como miembro bastante reciente lee atentamente Consejos para conseguir ayuda de forma efectiva

La 1ª Ley:

$\Delta Q=\Delta U-\Delta W$

Como el proceso es isotérmico y la energía interna es función exclusiva de la temperatura, $\Delta U=0$ y por lo tanto

$\Delta Q=-\Delta W$

En un proceso isotérmico es fácil demostrar que:

$\Delta W=-n R T \ln \dfrac{V_2}{V_1}$

Para calcular los volúmenes

$V_1=\dfrac{n R T}{P_1}$

$V_2=\dfrac{n R T}{P_2}$

Sustituyendo

$\Delta W=n R T \ln \dfrac{P_2}{P_1}$

Los datos

n=10 mol

T=273.15+25 K

P1=100000 Pa

P2=2000000 Pa

Por lo tanto

$\Delta W=17182 \ J$ Como es positivo, el proceso aporta trabajo al sistema

$\Delta Q=-\Delta W=-17182 \ J$ Como es negativo, sale calor del sistema

Saludos.