Problemas resueltos en el módulo Fisicoquímica I del autor de estas diapositiva

1. Del Módulo: Fisicoquímica I del autor del blog Ejemplo 5.3: ¿Qué cantidad de trabajo hacen los alrededores sobre un gas, cuando bajo una presión de 100x103kPa, se comprimen desde 80 hasta 5 m3? Solución: Planteamiento del problema, w = ? P = 100x103kPa V1 = 80 m3 V2 = 5 m3 Figura 5.8: Trabajo de presión-volumen

2. La ecuación (5.7) nos enseña, w = -Pext∆V, luego reemplazando valores, w = -(100x103x103 Pa)(5-80)m3 w = (10x107 Pa)(-75)m3 = 7,5x1010 Pa m3 w = 7,5x1010 J

3. Ejemplo 5.4: Consideremos la expansión de 5 moles de un gas ideal desde 0,0500 m3 hasta 0, 5000 m3 a 30 °C mediante los siguientes procesos: Contra una presión externa constante de 1,0x105 Pa; Desde 0,0500 hasta 0,1250 m3 contra una presión externa constante de 2,0x105 Pa, seguida por una segunda expansión desde 0,1250 hasta 0,250 m3 contra una presión externa de 1,5x105 Pa, y desde 0,250 m3 hasta 0,5000 m3 contra una presión externa de 1,0x105

4. FIGURA 5.9 Diagrama indicador del trabajo PV: a) un proceso general de A a B, y b) un proceso cíclicoADBCA

5. Solución: Planteamiento del problema, n = 5 mol V1 = 0,0500 m3 V2 = 0,500 m3 T = 30 °C a) Pext = 1,0x105Pa V1 = 0,0500 m3 V2 = 0,500 m3 b) 1. V1 = 0,0500 m3 V2 = 0,1250 m3 Pext = 2,0x105 Pa 2. V2 = 0,1250 m3 V3 = 0,2500 m3 Pext = 1,5x105 Pa 3. V3 = 0,2500 m3

6. V4 = 0,5000 m3 Pext = 1,0x105 Pa w = (-1,0x105 Pa)(0,5000-0,0500)m3 w = -4.5x104 Pa m3 w= -4.5x104 J b) Aplicando la ecuación (5.7) para cada etapa, w = -2,0x105 x (0,1250 - 0,0500) w =-1,5x105 x (0,2500 - 0,1250) w = -1,0x105 x (0,5000 - 0,2500) w = -(1,5x104 + 1,875x104 + 2,5x104) Pa m3 w = -5,875x104 J Como se puede observar, esto corrobora que el trabajo es una función de trayectoria.