Un gas absorbe 3705 cal en forma de calor y sufre una expansión cuya variación de volumen fue de 1022 L. Si el gas sufrió un aumento de 1000 J de energía interna y la expansión fue a presión constante, ¿Cuál es el valor de esta presión (en atm)?
Datos: 1 cal = 4,184 J ; 1atm.L = 101,325 J =24,2 cal
Datos: 1 cal = 4,184 J ; 1atm.L = 101,325 J =24,2 cal
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La presión a la que ocurrió la expansión del gas fue de 0.11 atm.
Explicación:
Para resolver este problema lo que haremos inicialmente es buscar el trabajo desarrollar sobre el gas. Para ello aplicaremos la primera ley de la termodinámica:
ΔU = Q - W
El gas se expande, esto significa este hace trabajo sobre el medio. Procedemos a calcular el trabajo realizado:
1000 J = 12865.8 J - W
W = 12865.8 J - 1000 J
W = 11865.8 J
Ahora, el trabajo realizado por el gas también se puede expresar como:
W = P·ΔV ; presión por diferencia de volumen
Procedemos a calcular la presión:
11865.8 J = P·(1.022 m³)
P = 11865.8 J / (1.022 m³)
P = 11610.37 Pa
Transformamos a atmósferas:
P = 11610.37 Pa · (1 atm / 101325 Pa)
P = 0.11 atm
Por tanto, el valor de la presión es de 0.11 atm.
Observación: es importante hacer las conversiones correspondientes para tener una homogeneidad de unidades. Tengamos en cuenta que: