Termodinámica

Desarrollo

¿Por qué es que en el estudio de la termodinámica se considera la Energía Cinética Media y no directamente la Energía Cinética?

R: Las moléculas de la materia a temperaturas normales, se pueden considerar que están en un incesante movimiento aleatorio a gran velocidad, es por esta razón que sería prácticamente imposible calcular directamente la energía cinética de las moléculas, teniéndose específicamente que realizar una distribución de Boltzmann , donde gracias a ésta se puede deducir el promedio de la energía cinética de traslación de estas moléculas.

¿A qué se debe el que la constante universal de los gases, R, posea más de un valor y cómo se puede llegar de un valor a otro?

R: Debido a que su valor depende de las unidades de medida usadas al medir la presión y el volumen. Puede encontrarse en las siguientes unidades de medida:

Valor de R Unidad de medida

0.082051 (l* atm)⁄(mol*K)

82.05 (ml* atm)⁄(mol*K)

1.9869 Cal⁄(mol*K)

8.314 J⁄(mol*K)

62.41 (l*torr)⁄(mol*K)

Donde se puede observar que si uno desea realizar una conversión desde un valor a otro, se debe conocer la conversión de las unidades del numerador (volumen y presión), ya que las del denominador siempre serán las mismas; mol*K.

Basándose en la constante universal de los gases, R, calcule a cuántos litros-atmósferas equivale un joule.

R: Se conoce que R es:

Valor de R Unidad de medida

0.082051 (l* atm)⁄(mol*K)

8.314 J⁄(mol*K)

En base a la información de dicha tabla se realizará la siguiente proporción:

(0.082051 (l* atm)⁄(mol*K) )/(X (l* atm)⁄(mol*K))=(8.314 J⁄(mol*K))/(1 J⁄(mol*K))

X= 0.082051/8.314

X= 0.009869

Por lo tanto, 0.009869 l*atm equivalen a un joule, dicho de otro modo 1 l*atm equivale a 1/0.009869=101.33 joules.

¿Cuál es la cantidad mínima de variables necesarias para definir un sistema? ¿Por qué?

R: El estado termodinámico de un sistema está definido por unas pocas variables termodinámicas, tales como la presión p, la temperatura t y el volumen V. En un gas ideal estas variables están relacionadas mediante la fórmula p*V=n*R*t.

De la ecuación anterior se desprende que solo se necesitan dos variables para definir un sistema, dejando la tercera como una constante. Por ejemplo, si se escogen p y V para definir un sistema (conservando t como constante), se pueden crear gráficos con curvas isotermas.

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