2 moles de un gas ideal sufren una expansión desde 4,50 l hasta 25 l, a lo largo de tres caminos diferentes: (i) expansión isotérmica reversible de...

Question

2 moles de un gas ideal sufren una expansión desde 4,50 l hasta 25 l, a lo largo de tres caminos diferentes: (i) expansión isotérmica reversible desde Pi = 25 bar y Vi = 4,50 l a Pf = 4,50 bar; (ii) expansión en una sola etapa frente a una presión externa constante de 4,50 bar; (iii) una expansión en dos etapas consistente inicialmente de una expansión frente a una presión externa constante de 11 bar hasta P = Pext, seguida de una expansión frente a una presión externa constante de 4,50 bar hasta P = Pext. Calcule el trabajo realizado para los tres casos ¿Para cuál de los procesos es mayor la magnitud del trabajo? Rta: i) w = - 19,3 kJ ii) w = - 9,23 kJ iii) w = -12,9 kJ

Ed · Answer

Para calcular o trabalho realizado nos três casos, podemos usar a fórmula do trabalho em uma expansão isotérmica reversível de um gás ideal:

w = -nRT ln(Vf/Vi)

Onde:
w é o trabalho realizado
n é o número de moles do gás
R é a constante dos gases ideais (0,0821 L.atm/mol.K)
T é a temperatura em Kelvin
Vi é o volume inicial
Vf é o volume final

Vamos calcular o trabalho para cada caso:

(i) Expansão isotérmica reversível:
n = 2 moles
R = 0,0821 L.atm/mol.K
T = temperatura constante (não fornecida)
Vi = 4,50 L
Vf = 25 L

Substituindo na fórmula:
w = -2 * 0,0821 * T * ln(25/4,50)

(ii) Expansão em uma única etapa com pressão externa constante:
n = 2 moles
R = 0,0821 L.atm/mol.K
T = temperatura constante (não fornecida)
Vi = 4,50 L
Vf = 25 L

Substituindo na fórmula:
w = -2 * 0,0821 * T * ln(25/4,50)

(iii) Expansão em duas etapas com pressão externa constante:
n = 2 moles
R = 0,0821 L.atm/mol.K
T = temperatura constante (não fornecida)
Vi = 4,50 L
Vf = 25 L

Substituindo na fórmula:
w = -2 * 0,0821 * T * ln(25/4,50)

Infelizmente, não é possível calcular o trabalho sem a temperatura fornecida. Portanto, não podemos determinar qual dos processos tem o maior trabalho.

2 moles de un gas ideal sufren una expansión desde 4,50 l hasta 25 l, a lo largo de tres caminos diferentes: (i) expansión isotérmica reversible de...

Físico-química I

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GDE1-21

Química Inorgânica III • Universidad de Buenos AiresUniversidad de Buenos Aires

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