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Calor y Termodinámica Problemas adicionales de Primera Ley
#1
Hola profe buenos días, quería consultarle unas dudas que tengo con el ejercicio 3.

Estoy muy perdida siento que me faltan datos como la temperatura para poder calcular Q. Quería calcular Q a partir de la fórmula Qv= Cv.n.(Tf-To) y de Qp=Cp.n.(Tf-To) pero no sé de dónde sacar los datos de la temperatura. Desconozco si hay otra fórmula para calcular Q.

Otra duda de ese mismo ejercicio es que no sé si el gráfico está completo, en el eje Y de la presión ¿no falta un valor de presión? solo dice que la Po es 1, pero la Pf no aparece.

Las respuestas que pude descartar hasta ahora son:
-Uab > 0 (ya que la temperatura es ctte y U sería igual a cero)
-Lbca= 0 (ya que el trabajo b-c es cero y el trabajo c-a es negativo)
-Uab < 0 (ya que la temperatura es ctte y U sería igual a cero)

Y las que no entiendo son las tres restantes que son
-Qbca= 0
-Lbca= -20J
-Qbca= -25J

Si me pudiese orientar un poco más para comprender el problema completo le agradecería mucho

Espero su respuesta
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#2
Hola Grecia,

Esas expresiones que mencionás para Q, valen para procesos isocórico (la de Qv) e isobárico (la de Qp) respectivamente. Si querés calcular las temperaturas, podés hacerlo con la ecuación de gases ideales, que vincula presión, volumen, temperatura y número de moles:

p.V = n.R.T

De todos modos, no hace falta calcular temperaturas. Podrías usar estas expresiones (que son equivalentes) para Qv y Qp:

Qv = (X/2) . V . (pfinal - pinicial)
Qp = [X/2 + 1] . p . (Vfinal - Vinicial)

donde: X = 3 para gas ideal monoatómico y X = 5 para gas ideal diatómico (o sea que en las expresiones anteriores quedan (3/2) y (5/2) para monoatómico, o bien (5/2) y (7/2) para diatómico.

También hay otra forma de calcular el calor, que vale siempre, porque se basa en la 1ra. Ley de la termodinámica:

Q = DeltaU + L

Por otra parte: la variación de energía interna en GAS IDEAL se puede calcular, para CUALQUIER proceso (eso sí, sólo en gas ideal):
DeltaU= (X/2) . (pfinal . Vfinal - pinicial . Vinicial)

donde X es 3 para monoatómico y 5 para diatómico.

Está bien lo que descartaste; aclaro que la energía interna no tiene por qué ser cero en ningún estado!! Lo que es cero es la VARIACION de energía interna entre A y B, o sea la DIFERENCIA entre los valores de energía en A y en B, eso es lo que es cero.

Con respecto al valor que falta de presión: se puede calcular fácilmente usando que AB es una ISOTERMA. Acordáte que dos estados de un gas ideal se pueden relacionar así:

pA . VA / TA = pB . VB / TB

siempre y cuando sean estados de un mismo gas, o sea: con el MISMO número de moles.

Usando que TA = TB, queda pA.VA = pB.VB, y de ahí sacás fácilmente el valor de presión que falta.

Con respecto a las opciones que te falta analizar:

- Para analizar las del calor, sugiero que uses la 1ra. Ley de la termodinámica
- Para analizar la del trabajo, acordáte que el trabajo en un proceso reversible siempre está asociado al AREA bajo el gráfico.

Saludos,
Miriam
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