LEY DE LA TERMODINÁMICA.

.1ª LEY DE LA TERMODINÁMICA

2.1.- 10 gr de nitrógeno a 17º C se comprimieron reversible y adiabáticamente desde 8 lt hasta 5 lt. Calcular la presión y la temperatura final, el trabajo desarrollado, la variación de energía interna y la variación de entalpía, si este gas tiene una capacidad calorífica a volumen constante de 4.94 cal/molºK

nN2=[pic 1]= 0.357 mol

P= [pic 2]= P1= [pic 3]

P1= 1.061 atm

Cp-Cv= R

Cp= 4.94+1.98

Cp= 6.92 cal/molºK

[pic 4]= [pic 5]= 1.40

[pic 6]= ([pic 7])γ -1

[pic 8]= ([pic 9])[pic 10]

T2= 349.98º K

P= [pic 11]

P2= [pic 12]

P2= 2.049 atm

W=  [pic 13](T2-T1)

W=[pic 14](349.98-290)ºK

W= -106.02 cal  

[pic 15]= 106.02 cal

[pic 16]= 0.357mol*6.92 cal/molºK * (349.98-290)ºK

[pic 17] 148.21 caloría

2.2.- 11.428 gr de Oxigeno a 17º C son comprimidos adiabáticamente y en forma reversible desde 8 hasta 5 lt. Calcular el trabajo hecho sobre el gas, suponiendo que Cp=7/2R

Cv= 6.954-1.987

Cv= 4.967

[pic 18]= [pic 19]= 1.40= γ

[pic 20]= ([pic 21])γ - 1

[pic 22]= ([pic 23])[pic 24]

T2= 349.982º K

W= [pic 25](T2-T1)

W=[pic 26](349.98-290)ºK

W= -106.02 cal  

nO2= [pic 27]

nO2= [pic 28]

nO2= 0.35712 mol

2.3.- En el periodo de compresión de un motor diesel, se comprime aire desde la presión de 585 mmHg y 20º C de temperatura, hasta 1/15 de volumen inicial que es de 1 lt. Calcular: ∆E, ∆H y Q.

Cp= 3.5*1.98= 6.93

Cp-Cv=R [pic 29]Cv= Cp-R

Cv= 6.93-1.98= 4.95

[pic 30]= [pic 31]=1.4= γ

T2= T1([pic 32]) γ - 1

T2= 293ºK([pic 33])1.4-1

T2= 865.57º K

PV= nRT [pic 34] n= [pic 35]= [pic 36]

n= 0.032 mol

W= [pic 37](T2-T1)

W= [pic 38](865.57-293)

W= -90.69 cal

∆E= -(-90.69 cal)

∆E= 90.69 cal

∆H = nCp∆T

∆H =0.032mol*6.93cal/molºK(865.57-293)

∆H =126.97 cal

 2.4.-    58.56 gr de O2 se expanden reversible y adiabáticamente desde un volumen de 15 lt y una presión de 15 atm hasta un volumen final de 45 lt y una presión de 3 atm. Determinar la capacidad calorífica de dicho gas a volumen constante, la temperatura inicial y final.

n= [pic 39]

n= 1.83 mol

[pic 40]= ([pic 41])γ  

[pic 42]= ([pic 43])γ

5= 3 γ

ln5= γln3

1.609437= 1.098612 γ

γ = [pic 44]= 1.4649

Cv= [pic 45]

Cv= [pic 46]= 4.2589 cal/molºK

Temperatura inicial:

PV=nRT

T= [pic 47]= [pic 48]

T1= 1499.4 ºK

Temperatura final:

T= [pic 49]= [pic 50]

T2= 899.64º K

2.5.- Una maquina diesel conteniendo 159.09 gr de aire durante la compresión, desde una presión de 14.7 lb/pulg2 hasta 465 lb/pulg2. Si la temperatura inicial es de 23.88º C y la temperatura final es de 525.55º C. Calcular el trabajo y el calor liberado.

[pic 51]= ([pic 52])[pic 53]

2.6898= (31.6326) [pic 54]

ln2.6898= [pic 55]ln31.6326γγ

0.98946= [pic 56](3.45418)

3.45418= 3.45418 γ - 0.98946 γ

3.45418= 2.46472 γ

γ= [pic 57]= 1.4014

naire= [pic 58]= 5.5162 mol

W= [pic 59](T2-T1)

PMaire= 28.84 gr/mol

W= [pic 60](798.55-296.88)ºK

W= -13650.41 cal

2.6.- Se expande reversible y adiabáticamente 1.43 lt de nitrógeno a 25º C y 3 atm hasta un volumen final de 2.86 lt. Calcular el calor, el trabajo, la variación de energía interna y la variable de entalpía para este proceso. Suponga que Cp= 6.90 cal/molºK.

n= [pic 61]

n= [pic 62]= 0.1755 mol

Cv= Cp-R

Cv= 6.90-1.98= 4.92

 γ=[pic 63]= 1.4024

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