Problemario Termodinamica

Problemario No. 2 [Termodinámica]
1. 150 gr de CO ocupan un volumen de 3.5 m3 a una temperatura de 30 0C, encontrar el
trabajo necesario para disminuir el volumen hasta 3 m3 a la misma presión.
Datos: “Proceso Isobárico”
��1 = 3.5�� 3 = 3500 ����
�� = 30 °�� = 30 °�� + 273 = 303 °��
�� =?
��2 = 3.0�� 3 = 3000 ����
Conversiones:
�� 3 → ����

�� 3 → ����

1 �� 3 = 1 ��

3

1000����
1 �� 3

3.5 �� 3 → ����
1000 ����
3.5 �� 3 = 3.5�� 3 1�� 3
3.5 �� 3 = 3500 ����

1 �� 3 = 1 ��

3

1000 ����
1 �� 3

3.0 �� 3 → ����
10 00 ����
3.0 �� 3 = 3.5�� 3 1�� 3
3.0 �� 3 = 3000 ����

°�� → °��
1 °�� = °�� + 273
30 °�� → °��
30 °�� = 30 °�� + 273
30 °�� = 303 °��
Procedimiento:
���� = ������
�� = �� ��2 − ��1
���� = ������
�� =

150 ����
����
28
������

�� =
=5.3571 ������

�� =

������
��
5.3571 ������

0 .082

���� ������
������ °��

3500 ����

303 °��

= 0.0380 ������

�� = �� ��2 − ��1
�� = 0.0380 ������ 3000 ���� − 3500 ���� = −19.0 ������ ∙ ����
1 ������ ∙ ���� = 24.22 ������ .
�� = − ������. ���� ������

Química Aplicada

Página 1

Problemario No. 2 [Termodinámica]
2. Un cilindro al que va ajustado un pistón sinrozamiento, contiene 3 moles de He gaseoso a
presión normal y esta introducido en un baño grande a temperatura constante de 400 0K.
Calcular el calor, trabajo, energía interna y entalpia para el proceso.
a) Si la presión aumenta reversiblemente a 5 atm.
b) Si se alcanza el mismo estado final pero el proceso ocurre de la forma irreversible.
Datos:” Proceso Isotérmico”
�� = 3������
�� = 400 °���� = ?
��2 = 5 ������
��1 = 1 ������
a) Reversible:
�� = ��
������
��

1
��
������ = �� �� �� ln ��
2

��
������ = 3 ������

1.987

������
������ °��

400 °��

ln

1 ������
= − 3,837 .5437 ������
5 ������

1 ������ = 4.186 ��
�������� = − ��, ������. �������� ������ = −����, ������. �������� �� = ��
∆�� = ��
∆�� = ��
b) Irreversible:
�� = �� ��2 − ��1
1 ������∙ ���� = 24.22 ������ .
�� = 1 ������ 19.68 ���� − 98.4 ���� = −78.72 ������ ∙ ���� = −1905 .024 ������
�� = −��������. ������ ������
���� = �� �� ��
�� =

nRT

��1 =
��2 =

P

3 ������

������ ����
0.082 ������ °��

400 °��

3 ������

1 ������
������ ����
0.082
������ °��
5 ������

400 °��

Química Aplicada

= 98.4 ����

= 19.68 ����

Página 2

Problemario No.2 [Termodinámica]
3. En el periodo de comprensión de un motor diesel, se comprime aire adiabáticamente y
1

reversiblemente desde la presión de 585 mmHg y 20 0C hasta 15 del volumen inicial que es
1 litro. Si la relación

����
��

= 3.5. Encontrar el trabajo realizado, el calor, cambio de energía y

entalpia.
Datos: “Proceso Adiabático”
�� = 585 �������� = 0.7697 ������
��1 = 20°�� = 293 °��
��1 = 1 ����
1
1
��1 =
����
15
15

��2 =

����
= 3.5
��
Conversiones:
�������� → ������
1 �������� = 1.316 × 10−3 ������

°�� → °��
°�� = °�� + 273

585 �������� → ������

20 °�� → °��

585 ��������

1.316 ×10 −3 ������
1 ��������

= 0.7697 ������

20 °�� + 273 = 293 °��

585 �������� = 0.7697 ������

20 °�� = 293 °��

Procedimiento:
∇ �� = −��
�� =∇�� + ��
�� = ��
�� = �� (��2 – ��1 )
1
�� = 0.7697 ������ ( ���� – 1 ���� )
15
1 ������ ∙ ���� = 24.22 ������ .
�� = −��. �������� ������ ∙ ���� = −����. �������� ������
∇ �� = −��
�� �� = ����. �������� ������
����

�� = ����
���� =
�� =

3 .5
��

�� ��
�� ��

Química Aplicada

�� =
���� =

1 �� �� 0.7697 ������
0 .082

���� ������
������ °��

3 .5
������
1.987������ °��

293 °��

= 0.03203 ������

= 1.7614

������
���� �� °��

���� = �� �� − ��
Página 3

Problemario No. 2 [Termodinámica]
������

���� = 1.7614 ������

°��

������

− 1.987 ������ °��

������

���� = −0.2256 ������

°��

������
1.7614 ������ °��
ℓ=
= −7.8076
������
−0.2256 ������ °��
��2
��1
=
��1
��2
��2 =

��1
��2

γ −1...