Ejemplo de aplicación de la primera ley de la termodinámica a un proceso isocórico (volumen constante).

3 ejemplos de preguntas sobre la aplicación de la primera ley de la termodinámica en procesos isocóricos (volumen constante)

1. Gráfica de presión (P) frente a volumen (V) de un gas sometido a un proceso isocórico. El trabajo realizado por el gas en el proceso AB es…

Discusión
Proceso AB = proceso isocórico (volumen constante). En volumen isocórico, el volumen del gas (y el volumen del espacio) no cambia, por lo que el gas no realiza trabajo alguno.

2. Tres moles de gas monoatómico a una temperatura de 47^oC y presión 2 x 10⁵ Pascal experimenta un proceso isocórico hasta que la presión aumenta a 3 x 10⁵ Pascal. El cambio en la energía interna del gas es… Constante universal de los gases (R) = 8,315 J/mol·K
Discusión
Es conocida :
Temperatura inicial (T₁) = 47^oC + 273 = 320 K
Presión inicial (P₁) = 2 x 10⁵ Pa
Presión final (P₂) = 3 x 10⁵ Pa
Constante universal de los gases (R) = 8,315 J/mol·K
Número de moles (n) = 3
Preguntó Cambios en la energía del gas
Mandíbula :
En un proceso isocórico, el volumen permanece constante, por lo que el gas no realiza trabajo (W = 0).
Primera Ley de la Termodinámica :
A partir de la derivación de esta fórmula, se concluye que en un proceso isocórico, el calor añadido al sistema (Q) provoca un aumento de su energía interna (U). Por el contrario, el calor liberado por el sistema provoca una disminución de su energía interna. ¿Cuál es la variación de la energía interna del gas? Esta variación se calcula mediante la fórmula de energía interna que se muestra a continuación.
Energía en gas :
Para calcular el cambio en la energía interna, es necesario conocer la temperatura final (T).₂). Calcular T₂ utilizando la fórmula de la ley de Gay-Lussac.
Ley de Gay-Lussac (isocórica/volumen constante) :
Calcula el cambio de energía en el gas:
El cambio en la energía interna del gas es de 5986,8 julios.

3. Un total de 0,2 moles de gas monoatómico a una temperatura de 27^oC se encuentra en un recipiente cerrado. El calor que debe absorberse para aumentar la temperatura del gas a 400 K es… Constante universal de los gases (R) = 8,315 J/mol·K
Discusión
Es conocida :
Número de moles (n) = 0,2 moles
Temperatura inicial (T₁) = 27^oC + 273 = 300 K
Temperatura final (T₂) = 400 K
Constante universal de los gases (R) = 8,315 J/mol·K
Preguntó : Calor absorbido (Q)
Mandíbula :
En un proceso isocórico, el volumen permanece constante, por lo que el gas no realiza trabajo (W = 0).
Primera Ley de la Termodinámica :
El calor absorbido (Q) es igual al aumento de la energía interna del gas (U). El cambio en la energía interna del gas se calcula mediante la fórmula de energía interna que se muestra a continuación.
Energía en gas :
Calor absorbido por el gas = cambio en la energía interna = 249,45 julios.