TALLER 2TERMODINAMICA QUIMICA

2.5 - Un bloque de dixido de carbono solido se deja evaporar en un recipiente de de volumen mantenido a calcular el trabajo realizado cuando el sistema se expandea) Isotrmicamente contra una presin de b) Isotrmica y reversiblemente hasta el mismo volumen que en (a)Solucin:a) Expansin isotrmicaSuponiendo que tenemos un gas perfecto con como el gas se expande a constante , necesitamos conocer

b) Para una expansin reversible

3.6 una muestra de de gas perfecto a y con se pasa durante el siguiente ciclo:a) Volumen constante calentando a dos veces su temperatura inicialb) Reversible, expansin adiabtica volviendo a su temperatura inicialc) Compresin isotrmica reversible volviendo a Calcular , , y para cada parte y totalSolucin:

a) Aumento de temperatura a volumen constante:

Como reemplazando

b) Expansin adiabtica reversibleAceptando que la capacidad calorfica es independiente de la temperatura

Puesto que la expansin es adiabtica y

A presin constante

c) Compresin isotrmica reversible Como el proceso es isotrmico , y Es el volumen de la expansin adiabtica. Para una expansin adiabtica reversible a presin constante, el volumen y las temperaturas inicial y final se relacionan mediante la expresin: Donde entonces Con

Entonces 4.5 un ciclo de carnot emplea de un gas ideal monoatmico como sustancia de trabajo que en el estado inicial se encuentra a y . El gas este se expande isotrmicamente hasta una presin de (etapa 1) y posteriormente de forma adiabtica hasta una temperatura de (etapa 2). Esta expansin es seguida por una compresin isotrmica (etapa 3) y posteriormente por una compresin adiabtica (etapa 4) que lo lleva de nuevo al estado inicial. Determinar los valores de , , , , y para cada etapa del ciclo y para el ciclo completo. Presentar la respuesta en una tabla de valores.

Etapa 1Como el gas se expande isotrmicamente y

Como entonces

Etapa 2 Como el proceso es adiabtico y Para un proceso adiabtico como Como la sustancia de trabajo es un gas ideal monoatmico

Etapa 3Como el proceso es isotrmico y Para cualquier sustancia de trabajo que experimente un ciclo de carnot la mxima eficiencia es:

Como entonces

Etapa 4Como el proceso es adiabtico y Es un proceso anlogo al de la etapa 2 en el que la temperatura regresa a su estado inicial, por tanto las cantidades para y son iguales con signos contrarios.

Ciclo completoPara un proceso cclico el cambio de las funciones de estado , , Para del proceso cclico

- calcular las diferencias entre y en las siguientes reaccionesA volumen constante el calor de reaccin A presin contante el calor de reaccin Entonces se cumplir que Para sustancias en fases condensadas