Otras carreras Trabajo, Calor, energia interna y entropia.

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Hola buenas, estoy estudiando farmacia y me he encontrado con este ejercicio y me cuesta entender como resolverlo, alguien sería tan amable de explicármelo.

Un cilindro posee paredes adiabáticas y está provisto de un émbolo, igualmente adiabático. Se llena de aire a 1 atm y 260 K, que ocupa un volumen de 31,98 litros, habiendo dispuesto en su interior una resistencia eléctrica en equilibrio térmico con el aire que la rodea. en estas condiciones se introduce 18 g de hielo a -13 ºC y se conecta la resistencia, aportando así calor al sistema, hasta que la masa gaseosa resultante ocupa un volumen de 79,95 litros. Calcúlese:

a) El trabajo intercambiado con el exterior expresado en julios y la cantidad de calor suministrado por la resistencia, así como los cambios en la energía interna y la entalpía del sistema.

b) La variación de entropía en el proceso. se asumirá comportamiento ideal, tanto para el aire como para el vapor de agua proveniente del hielo inicialmente presente.

Datos. Calores específicos del aire, del hielo, del agua y del vapor de agua: 7.0, 9.0, 18.0 y 9.0 cal/(mol K). Calor de fusión del hielo a 1 atm y 0 ºC: 1440.0 cal/mol. Calor de vaporización del agua a 1 atm y 100 ºC: 9720.0 cal/mol.

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Re: Trabajo, Calor, energia interna y entropia.

el trabajo se realiza contra la presion atmosferica, (constante), por lo que será $W=P \Delta V$

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la cantidad de calor suministrado por la resistencia,

imagino que se supone que se vaporiza todo el cubito de hielo

usando los datos del estado inicial y la ecuacion de estado de los gases ideales $PV=nRT$, calculas el numero de moles de aire inicial

y despues aplicas esa misma ecuacion al estado final para calcular la temperatura, teniendo en cuenta que el numero de moles va a aumentar en la cantidad correspondiente al agua introducida, que sabes el volumen final y que la presión final es la atmosferica

.... cuando tengas la temperatura final solo tienes que calcular el calor necesario para calentar el aire y el hielo hasta esa temperatura, teniendo en cuenta el calor de de vaporización del hielo .... además tienes que sumarle el calor equvalente al trabajo realizado sobre el exterior que has calculado antes

la energía interna se calcula por el primer principio $\Delta U = Q - W$ considera que el calor es el producido por la resistencia y el trabajo el realizado sobre la atmosfera, ambos los has calculado ya.

y la entalpía se calcula directamente $\Delta H = \Delta U + \Delta PV$

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la entropía es más complicada ... en principio deberías de usar la formula de incremento de entropía entre dos estados para un gas ideal, pero el problema es que el cubito de hielo no podemos considerarlo como un gas ideal por razones evidentes ...