El Sapo Sabio

 

El volumen ocupado por tres moles de un gas monoatómico se incrementa de 50 a 200 L a presión constante. Siendo la temperatura inicial 300 K, determina el calor ganado por el gas.

 

 

Solución:

Datos: n = 3 moles; V₁ = 50 L; V₂ = 200 L; P₁ = P₂; T₂ = 300 K, gas monoatómico.

Gráfica del proceso:

Calor a presión constante:

Q = n c_P (T₂ – T₁)

c_P = (5/2) R

Q = (5/2) n R (T₂ – T₁)

Ecuaciones de los estados A y B:

P₁ V₁ = n R T₁                   P₁ V₂ = n R T₂

Dividiendo, miembro a miembro, la segunda ecuación por la primera, obtenemos:

P₁ V₂/P₁ V₁ = n R T₂/n R T₁

V₂/V₁ = T₂/T₁

T₂ = T₁·(V₂/V₁)

Sustituyendo en la expresión del calor a presión constante:

Sustituyendo valores:

Un calor positivo indica que el gas ha tomado calor del entorno.