El Sapo Sabio

 

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 c_V (T₂ – T₁)

c_V = (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.