Del Módulo: Fisicoquímica I del autor del blogEjemplo 5.3: ¿Qué cantidad de trabajo hacen los alrededores sobre un gas, cuando bajo una presión de 100x103 kPa, se comprimen desde 80 hasta 5 m3?

Solución: Planteamiento del problema,w = ?

P = 100x103 kPaV1 = 80 m3

V2 = 5 m3

Figura 5.8: Trabajo de presión-volumen

• 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

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

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

• Solución: Planteamiento del problema,• n = 5 mol• V1 = 0,0500 m3

• V2 = 0,500 m3

• T = 30 °C• • a) Pext = 1,0x105 Pa

• 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

• 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.•