Ejemplos De Trabajos Termodinamicos

Problemas resueltos en el módulo Fisicoquímica I del autor de estas diapositiva

1. Del Módulo: Fisicoquímica I del autor del blog Ejemplo 5.3 : ¿Qué cantidad de trabajo hacen los alrededores sobre un gas, cuando bajo una presión de 100x10 3 kPa , se comprimen desde 80 hasta 5 m 3 ?   Solución: Planteamiento del problema, w = ? P = 100x10 3 kPa V 1 = 80 m 3 V 2 = 5 m 3   Figura 5.8 : Trabajo de presión-volumen

2. La ecuación (5.7) nos enseña, w = - P ext ∆V , luego reemplazando valores,   w = -(100x10 3 x10 3 Pa)(5-80)m 3 w = (10x10 7 Pa)(-75)m 3 = 7,5x10 10 Pa m 3 w = 7,5x10 10 J

3. Ejemplo 5.4 : Consideremos la expansión de 5 moles de un gas ideal desde 0,0500 m 3 hasta 0, 5000 m 3 a 30 °C mediante los siguientes procesos:   Contra una presión externa constante de 1,0x10 5 Pa; Desde 0,0500 hasta 0,1250 m 3 contra una presión externa constante de 2,0x10 5 Pa, seguida por una segunda expansión desde 0,1250 hasta 0,250 m 3 contra una presión externa de 1,5x10 5 Pa, y desde 0,250 m 3 hasta 0,5000 m 3 contra una presión externa de 1,0x10 5

4. FIGURA 5.9 Diagrama indicador del trabajo PV: a) un proceso general de A a B, y b) un proceso cíclicoADBCA

5. Solución: Planteamiento del problema, n = 5 mol V 1 = 0,0500 m 3 V 2 = 0,500 m 3 T = 30 ° C   a) P ext = 1,0x10 5 Pa V 1 = 0,0500 m 3 V 2 = 0,500 m 3 b) 1. V 1 = 0,0500 m 3 V 2 = 0,1250 m 3 P ext = 2,0x10 5 Pa   2. V 2 = 0,1250 m 3 V 3 = 0,2500 m 3 P ext = 1,5x10 5 Pa   3. V 3 = 0,2500 m 3

6. V 4 = 0,5000 m 3 P ext = 1,0x10 5 Pa     w = (-1,0x10 5 Pa)(0,5000-0,0500)m 3 w = -4.5x10 4 Pa m 3 w = -4.5x10 4 J   b) Aplicando la ecuación (5.7) para cada etapa,   w = -2,0x10 5 x (0,1250 - 0,0500) w =-1,5x10 5 x (0,2500 - 0,1250) w = -1,0x10 5 x (0,5000 - 0,2500) w = -(1,5x10 4 + 1,875x10 4 + 2,5x10 4 ) Pa m 3 w = -5,875x10 4 J   Como se puede observar, esto corrobora que el trabajo es una función de trayectoria.