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Un gas perfecto que se encuentra a 27ºC ocupa un volumen de 4.1 l, estando sometido a una presión de 12 atm. A partir de este estado sufre las siguientes transformaciones reversibles:

1) se calienta a volumen constante hasta que la presión se duplica;
2) a continuación se expande isotérmicamente hasta que recupera la presión inicial;
3) finalmente se comprime a presión constante hasta que recupera el estado inicial.

Se pide:

a) dibujar el proceso en un diagrama P-V;
b) calcular los calores y trabajos intercambiados por el gas en cada uno de los procesos, así como la variación de energía interna para cada uno de ellos;
c) lo mismo que en b) para todo el ciclo.

Datos: c_v = 5 cal/mol;   R=0.082 atm·l/mol·K = 8.32 J/mol·K = 2 cal/molK;     1 atm=101324.72 N/m².

(no se si esta pregunta tiene que estar en en quimica/materia.. )

Ahora, mírate este otro enlace:

Termodinámica de los procesos (Cecilia Toledo Valencia)

Hola,

Un gas perfecto que se encuentra a 27ºC ocupa un volumen de 4.1 l, estando sometido a una presión de 12 atm. A partir de este estado sufre las siguientes transformaciones reversibles:

n = P·V/R·T = 12·4,1/(0,082·300) = 2 mol



W = P·∆V = 0

Si la P se duplica a V cte, estonces la T también se duplica y pasa a 600 K (se supone paredes adiabáticas)

Q = n·cv·∆T = 2·5·4,18·300 = 12540 J

∆U = Q



Si no cambia T y la presión se reduce a la mitad, su volumen aumenta al doble.

También se puede ver que si tenemos un gas a 600º y 12 atm. Su volumen será

V = 2·0,082·600/12 = 8,2 L

      2
W = ∫P·dV = n·R·T∫dV/V = n·R·T·Ln (V2/V1) = 2·8,32·600·Ln (8,2/4,1)
     1

= 2·8,32·600·Ln 2 = 6889 J

Como la energía interna depende sólo de T (gas ideal) y ésta no ha cambiado:

∆U = 0 = Q - W     =>    Q = 6889 J



W = P·∆V = 12·(4,1 - 8,2) = -49,2 J

cp - cv = R

Q = n·Cp·∆T

∆U = n·Cp·∆T + 49,2

Tiene que salir -12540 para que en el total del ciclo U no cambie.

El trabajo del ciclo es el área bajo la curva P-V

Wc = 6889 - 49,2 = 6839,8 J

El calor del ciclo:

0 = Q - W     =>   Q = W = 6839,8 J


Repasa todo, puede haber algún despiste.