Termodinamica De Un Cilindro

Ecuación de estado del gas ideal:

Primer principio de la Termodinámica
El Primer principio establece la existencia de una magnitud U(P,V,T), energía interna del sistema, función determinada porel valor de las propiedades termodinámicas del sistema, de modo que una transformación del Estado 1 (P1,V1,T1) del sistema al Estado 2 (P2,V2,T2) conduce a: ΔU=Q-W, expresión que es equivalente alprincipio de conservación de la energía. En el caso de un gas perfecto: U=3/2 NkT y para 1 mol de gas: N=NA  con lo cual U=3/2 RT. por tanto U sólo es función de la temperatura absoluta y es una funciónde estado. Esta dependencia de la temperatura hace que:
- en un sistema aislado: Q=W=0 , ΔU=0
- en un ciclo: ΔU=0 (por ser U función de estado)
- en transformaciones isotérmicas: ΔU=0
- entransformaciones isócoras(V=cte.):
- en transformaciones adiabáticas(Q=cte.):

Ejemplo GAS1
Un cilindro térmicamente aislado está cerrado en ambos extremos y tiene en su interior un pistón conductorque divide el cilindro en dos partes. Inicialmente el pistón está dispuesto de forma que en una parte hay 2 l de aire a 600 K y 2 atm, y en la otra se encuentra 1 l de aire a 600 K y 1 atm. Se dejalibre el pistón, alcanzándose el equilibrio en una nueva posición. Calcular la presión final de equilibrio y los volúmenes finales de cada parte del cilindro.

Ejemplo GAS2
5 moles de un gas biatómicoa 27 ºC se calientan isobáricamente con el calor que se desprende de 1 mol de otro gas ideal que se comprime isotérmicamente a 27 ºC hasta triplicar su presión. Calcular la temperatura final delprimer gas.

Ejemplo GAS3
Un cilindro contiene un gas ideal a la temperatura de 310 K y está cerrado mediante un pistón móvil. El gas, que se encuentra inicialmente a una presión de 2 atm ocupando unvolumen de 48 l, se expansiona isotérmicamente hasta un volumen de 106 l. Seguidamente el gas se comprime isobáricamente, volviendo a su volumen inicial de 48 l. Calcular el trabajo realizado por el...