Problema 3 · Física Aplicada a Farmacia UB 2018

Tema: Primer principi de la termodinàmica i gasos ideals · Del examen Examen de reavaluació - Febrer 2018 (2018)

Enunciado

Problema 3 (10 punts). Cicle termodinàmic d'un gas ideal monoatòmic

Un mol d'un gas monoatòmic ideal descriu el cicle termodinàmic tancat A→B→C→D→AA \rightarrow B \rightarrow C \rightarrow D \rightarrow A que es representa a la figura següent, delimitat per les isotermes de 800 K800\text{ K}, 400 K400\text{ K} i 200 K200\text{ K}:

Completeu tots els valors de la taula termodinàmica calculant el canvi d'energia interna (ΔU\Delta U), el treball (WW), la calor (qq), la variació d'entalpia (ΔH\Delta H) i el canvi d'entropia (ΔS\Delta S) per a cadascuna de les etapes i per al conjunt del cicle:

Etapa

ΔU / J\Delta U\text{ / J}

W / JW\text{ / J}

q / Jq\text{ / J}

ΔH / J\Delta H\text{ / J}

ΔS / J⋅K−1\Delta S\text{ / J}\cdot\text{K}^{-1}

A → B

B → C

C → D

D → A

Total

Enunciado: Problema 3 · Física Aplicada a Farmacia UB 2018

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Etapa A -> B: ΔU / J

Solución: 4988,4

Etapa A -> B: W / J

Solución: -3325,6

Etapa A -> B: q / J

Solución: 8314

Etapa A -> B: ΔH / J

Solución: 8314

Etapa A -> B: ΔS / J·K⁻¹

Solución: 14,41

Etapa B -> C: ΔU / J

Solución: -4988,4

Etapa B -> C: W / J

Solución: 0

Etapa B -> C: q / J

Solución: -4988,4

Etapa B -> C: ΔH / J

Solución: -8314

Etapa B -> C: ΔS / J·K⁻¹

Solución: -8,64

Etapa C -> D: ΔU / J

Solución: -2494,2

Etapa C -> D: W / J

Solución: 1662,8

Etapa C -> D: q / J

Solución: -4157

Etapa C -> D: ΔH / J

Solución: -4157

Etapa C -> D: ΔS / J·K⁻¹

Solución: -14,41

Etapa D -> A: ΔU / J

Solución: 2494,2

Etapa D -> A: W / J

Solución: 0

Etapa D -> A: q / J

Solución: 2494,2

Etapa D -> A: ΔH / J

Solución: 4157

Etapa D -> A: ΔS / J·K⁻¹

Solución: 8,64

Total: ΔU / J

Solución: 0

Total: W / J

Solución: -1662,8

Total: q / J

Solución: 1662,8

Total: ΔH / J

Solución: 0

Total: ΔS / J·K⁻¹

Solución: 0

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