Capítulo 3

$p_2(V_2-V_1)$

Línea 1, $\text{Δ}{E}_{\text{int}}=40\text{J;}$ línea 2, $W=50\text{J}$ y $\text{Δ}{E}_{\text{int}}=40\text{J;}$ línea 3, $Q=80\text{J}$ y $\text{Δ}{E}_{\text{int}}=40\text{J;}$ y la línea 4, $Q=0$ y $\text{Δ}{E}_{\text{int}}=40\text{J}$

Para que el proceso esté representado por la curva $p=nRT\text{/}V$ en el trazado pV para la evaluación del trabajo.

$\mathrm{1,26}\times {10}^3\text{J}\text{.}$

a. SE; b. ES; c. ES

Parte de la energía se destina a cambiar la fase del líquido a gas.

Sí, mientras el trabajo realizado sea igual al calor añadido no habrá cambio en la energía interna y, por tanto, no habrá cambio en la temperatura. Cuando el agua se congela o cuando el hielo se derrite al quitar o añadir calor, respectivamente, la temperatura permanece constante.

Si se realiza más trabajo en el sistema que el calor añadido, la energía interna del sistema disminuirá realmente.

El sistema debe estar en contacto con una fuente de calor que permita que el calor fluya hacia el sistema.

Los procesos isotérmicos deben ser lentos para asegurarse de que, a medida que se transfiere el calor, la temperatura no cambia. Incluso para los procesos isobárico e isocórico, el sistema debe estar en equilibrio térmico con cambios lentos de las variables termodinámicas.

Normalmente $C_p$ es mayor que $C_V$ porque cuando la expansión se produce a una presión constante, realiza un trabajo en el entorno. Por lo tanto, el calor puede convertirse en energía interna y en trabajo. A volumen constante, todo el calor se convierte en energía interna. En este ejemplo, el agua se contrae al calentarse, por lo que si añadimos calor a presión constante, se realiza un trabajo sobre el agua por parte del entorno y, por tanto, $C_p$ es menor que $C_V$.

No, siempre es mayor que 1.

Un proceso adiabático tiene un cambio de temperatura pero no hay flujo de calor. El proceso isotérmico no tiene cambio de temperatura, pero tiene flujo de calor.

$p\left(V-b\right)=\text{−}{c}_T$ es la escala de temperatura deseada y refleja el gas ideal si está a volumen constante.

$V-bpT+c{T}^2=0$

74 K

0,31

pVln(4)

a. 160 J; b. –160 J

$W=900\text{J}$

$\mathrm{3,53}\times {10}^4\text{J}$

a. 1:1; b. 10:1

a. 600 J; b. 0; c. 500 J; d. 200 J; e. 800 J; f. 500 J

580 J

a. 600 J; b. 600 J; c. 800 J

a. 0; b. 160 J; c. –160 J

a. 20 J; b. 90 J

No se realiza ningún trabajo y alcanzan la misma temperatura común.

54,500 J

a. $(p_1+3V_1^2)(V_2-V_1)-3V_1(V_2^2-V_1^2)+(V_2^3-V_1^3)$; b. $\frac{3}{2}(p_2{V}_2-p_1{V}_1)$; c. la suma de las partes (a) y (b); d. $T_1=\frac{p_1{V}_1}{nR}$ y $T_2=\frac{p_2{V}_2}{nR}$

a.

;
b. $W=\mathrm{4,39}\text{kJ,}\text{Δ}{E}_{\text{int}}=\mathrm{-4,39}\text{kJ}$

a. 1.660 J; b. –2.730 J; c. No depende del proceso.

a. 700 J; b. 500 J

a. –3 400 J; b. 3.400 J entran en el gas

100 J

a. 370 J; b. 100 J; c. 500 J

850 J

la presión se redujo en 0,31 veces la presión original

$\gamma =\mathrm{0,713}$

84 K

Una expansión adiabática tiene menos trabajo realizado y ningún flujo de calor, por lo que la energía interna es menor en comparación con una expansión isotérmica que tiene tanto flujo de calor como trabajo realizado. La temperatura disminuye durante la expansión adiabática.

La isoterma tiene una mayor presión final y no depende del tipo de gas.

a. $W_{AB}=0,W_{BC}=2.026\text{J},W_{AD}=\mathrm{810,4}\text{J},W_{DC}=0;$ b. $\text{Δ}{E}_{AB}=3.600\text{J},\text{Δ}{E}_{BC}=374\text{J;}$ c. $\text{Δ}{E}_{AC}=3.974\text{J};$ d. $Q_{ADC}=4.784\text{J;}$ e. No, porque el calor fue añadido para ambas partes AD y DC. No hay suficiente información para saber cuánto es de cada segmento de la trayectoria.

300 J

a. 59,5 J; b. 170 N

$\mathrm{2,4}\times {10}^3\text{J}$

a. 15.000 J; b. 10.000 J; c. 25.000 J

78 J

Un cilindro que contiene tres moles de gas nitrógeno se calienta a una presión constante de 2 atm. a. –1.220 J; b. +1.220 J

a. 7,6 L, 61,6 K; b. 81,3 K; c $\mathrm{3,63}\text{L}·\text{atm}=367\text{J}$; d. –367 J

a. 1.700 J; n. 1.200 J; c. 2.400 J

a. 2,2 mol; b $V_A=\mathrm{2,6}\times {10}^{\mathrm{-2}}{\text{m}}^3$, $V_B=\mathrm{7,4}\times {10}^{\mathrm{-2}}{\text{m}}^3$; c. $T_A=1.220\text{K},T_B=430\text{K}$; d. 30,500 J