Exemple d'aplicació de la primera llei de la termodinàmica a un procés isocor (volum constant)

3 Exemples de preguntes sobre l'aplicació de la primera llei de la termodinàmica en processos isocors (volum constant)

1. Gràfic de la pressió (P) respecte al volum (V) d'un gas que experimenta un procés isocor. El treball realitzat pel gas en el procés AB és...

Discussió
Procés AB = procés isocòric (volum constant). A un volum isocor, el volum del gas (i el volum de l'espai) no canvia, de manera que el gas no fa cap treball.

2. Tres mols de gas monoatòmic a una temperatura de 47^oC i pressió 2 x 10⁵ Pascal experimenta un procés isocòric fins que la pressió augmenta a 3 x 10⁵ Pascal. El canvi d'energia interna del gas és... Constant universal dels gasos (R) = 8,315 J/mol.K
Discussió
És conegut :
Temperatura inicial (T₁) = 47^oC + 273 = 320 K
Pressió inicial (P₁) = 2 x 10⁵ Pa
Pressió final (P₂) = 3 x 10⁵ Pa
Constant universal dels gasos (R) = 8,315 J/mol.K
Nombre de mols (n) = 3
Preguntat Canvis d'energia en el gas
Jawab :
En un procés isocor, el volum roman constant, de manera que el gas no fa cap treball (W = 0).
Primera llei de la termodinàmica :
A partir de la derivació d'aquesta fórmula, es conclou que en un procés isocor, la calor afegida al sistema (Q) fa que l'energia interna del sistema (U) augmenti. Per contra, la calor alliberada pel sistema fa que l'energia interna del sistema disminueixi. Quin és el canvi en l'energia interna del gas? El canvi en l'energia interna del gas es calcula mitjançant la fórmula d'energia interna següent.
Energia en gas :
Per calcular el canvi d'energia interna, cal conèixer la temperatura final (T).₂). Calcula T₂ utilitzant la fórmula de la llei de Gay-Lussac.
Llei de Gay-Lussac (isocora/volum constant) :
Calcula la variació d'energia del gas:
El canvi d'energia interna del gas és de 5986,8 joules.

3. Un total de 0,2 mols de gas monoatòmic a una temperatura de 27^oEl C es troba en un recipient tancat. La calor que s'ha d'absorbir per augmentar la temperatura del gas a 400 K és... Constant universal dels gasos (R) = 8,315 J/mol.K
Discussió
És conegut :
Nombre de mols (n) = 0,2 mol
Temperatura inicial (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K
Temperatura final (T₂) = 400 K
Constant universal dels gasos (R) = 8,315 J/mol.K
Preguntat Calor absorbida (Q)
Jawab :
En un procés isocor, el volum roman constant, de manera que el gas no fa cap treball (W = 0).
Primera llei de la termodinàmica :
Calor absorbida (Q) = augment de l'energia interna del gas (U). El canvi d'energia interna del gas es calcula mitjançant la fórmula d'energia interna següent.
Energia en gas :
Calor absorbida pel gas = canvi d'energia interna = 249,45 Joules.