Ejercicio 2 Termoquímica: Trabajo de expansión y variación de energía interna cuando se vaporizan 1000 kg de agua

En este segundo ejercicio resuelto de termodinámica química vamos a calcular el trabajo de expansión que deben realizar 1000 kg de agua líquida cuando se vaporizan para dar 1000 kg de agua en estado vapor, es decir, cuando sufre un cambio de estado. Asimismo, también calcularemos la variación de energía interna de este proceso, disponiendo del calor absorbido y del trabajo calculado en el primer apartado. Para poder calcular el trabajo, es necesario determinar el volumen de los dos estados, inicial y final. Consideraremos como estado inicial el volumen del agua líquida, y como estado final el volumen del agua vapor; de este modo determinaremos ΔV.

Fórmula del trabajo de expansión de un gas

Para el cálculo de la variación de energía interna, recurriremos a la expresión matemática del Primer Principio de la Termodinámica:

Primer Principio de la Termodinámica

El enunciado completo del ejercicio es:

Cuando 1000 kg de agua líquida a 100ºC se convierten en vapor a esa misma temperatura y a 1 atmósfera (1,013·105 Pa) absorbe 2283500 kJ. Calcular:

a) El trabajo de expansión realizado por el sistema.

b) La variación de energía interna del sistema (Primer Principio de la termodinámica).

 

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Category: Ejercicios de Termoquímica and Termodinámica Química.

8 Comentarios

  1. Carmen dudilla, al sustituir el volumen en el trabajo no entiendo porque se pone en m^3 si en el SI es el litro, me lo puedes aclarar porfi muchas gracias.

    Rubén, 3 Años Antes Reply

    • ¡Hola! En ese punto estás confundido, en el sistema internacional la unidad de volumen es el m3, ya que la unidad de volumen es el metro y el volumen es una unidad combinada de la longitud. Míralo aquí: http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades
      Sí que es cierto que se usa el litro muy a menudo en química, pero no es SI.
      Un saludo

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  2. Perdón!! reestructuro mi pregunta me lie un poco ya que en la fórmula de los gases ideales te da el volumen en litros pero que tonto jaja en SI es el m^3,, me podrías aclarar por que en la ecuación de los gases las unidades son la atm y litros,,, gracias
    PD: tienes to el arte del mundo diciendo perdon jaja al salvar el video cuando apagas la luz. mucha suerte con tu trabajo

    Rubén, 3 Años Antes Reply

    • Jajaja, sabía que había uno que apago la luz sin querer, pero no recordaba que era este 😀

      Las unidades en las que pongas las variables en la fórmula de los gases dependen de cómo utilices la constante de los gases ideales, R. Si la usas, como en este caso, como R = 0,082 atm·l/K·mol, tal y como te indican dichas unidades, tendrás que poner la presión en atmósferas, el volumen en litros y la temperatura en kelvin, para ser consecuente en las unidades.

      Si usases la constante como R = 8,31 J/K·mol, como el julio es unidad del sistema internacional, sí que deberías usar unidades del SI y poner la presión en pascales, Pa, y el volumen en m3.

      Espero que quede clara la cuestión.

      Saludos

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  3. Perfectamente aclarado!! En serio un millón de gracias, pero perdona por mi ignorancia es que nunca he dado química y esto me va a servir mucho para mi grado de Ingenieria Aeroespacial que recien empiezo y meten quimica me vas a salvar la vida se entiende todo muy bien eres un angel caido del cielo jajaj un saludo

    Rubén, 3 Años Antes Reply

    • No te preocupes, cuando uno comienza tiene muchísimas dudas, espero que se vaya haciendo la luz poco a poco y que te guste la química :) Mucha suerte con tu ingeniería ¡que debe de ser bien difícil!

      QuimiTube, 3 Años Antes Reply

  4. Hola!¿podríamos considerar que ya que la temperatura es constante Q=-W?

    Sandra, 3 Años Antes Reply

  5. Solo una duda del enunciado: entiendo que a 100ºC se da el proceso de ebullición, pero me dice el texto que a esa misma temperatura se le agrega 2283500 KJ
    .:. Entonces pienso que al segundo sistema es a quien se le agregaría dicha cantidad de calor.
    .:. Claro que la secuencia que maneja para hallar el trabajo es agregar calor al primer sistema y esta bien.
    Mi observación sólo es por el enunciado, pero la explicación es excelente felicitaciones

    Bueno, tal vez esté yo interpretando mal el enunciado, me agradaría que me comente sobre mi punto de vista.

    Edwin, 7 Mess Antes Reply


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