Proceso termodinámico 03
Un gas ideal monoatómico ocupa un recipiente de volumen 5 L a presión 2 atm. Calcula el calor que habrá que suministrarle para triplicar la presión.
Solución:
Datos: V1 = 5 L; P1 = 2 atm; P2 = 3 P1, gas monoatómico.
Gráfica del proceso:
Como el volumen del recipiente es siempre el mismo, el calor buscado es a volumen constante, luego al no variar el volumen el trabajo es igual a cero.
Q = ΔU = n cV (T2 – T1)
cV = (3/2) R
Q = (3/2) n R (T2 – T1)
Ecuaciones de los estados A y B:
P1 V1 = n R T1 3 P1 V1 = n R T2
3 P1 V1 – P1 V1 = n R T2 – n R T1
2 P1 V1 = n R (T2 – T1)
T2 – T1 = 2 P1 V1/n R
Sustituyendo en la expresión del calor a volumen constante:
Q = (3/2) n R (2 P1 V1/n R) = 3 P1 V1
Q = 3·2 atm·5 L = 30 atm L
Un calor positivo indica que el gas ha tomado calor del entorno.