Ejercicio de fisica general sobre la primera ley de la termodinamica
Un gas ideal se encierra en un cilindro con un pistón móvil encima de él. El pistón tiene una masa de 8 000 g y un área de 5.00 cm2 y tiene libertad de deslizarse hacia arriba y hacia abajo, lo que mantiene constante la presión del gas. ¿Cuánto trabajo se consume en el gas a medida que la temperatura de 0.200 moles del gas se elevan de 20.0°C a 300°C?
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Respuesta de antoniomallo
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La presión manométrica del gas es
p = 8 kg · 9,8 (N/kg) / 5 · 10^(-4) m^2 = 156800 Pa
A 20 ºC (293 K)
p · V1 = n · R · T1
156800 · V1 = 0,200 · 8,31 · 293
V1 = 3,1 · 10^(-3) m^3
A 300 ºC (573 K)
156800 · V2 = 0,200 · 8,31 · 573
V2 = 6,1 · 10^(-3) m^3
Al ser constante la presión se cumplirá
$$\begin{align}&W = \int {p·dV}=p·\int _{V1} ^{V2} dV=p(V2 - V1)\end{align}$$W = 156800 · [6,1 · 10^(-3) - 3,1 · 10^(-3)] = 470 J
