Una cantidad de 0, 1 mol de metano se encuentra inicialmente a 1 bar y 80 °C. El gas se comporta idealmente y posee un valor de Cp / Cv de 1, 31. El gas se expande reversible y adiabáticamente hasta una presión de 0, 1 bar. A. Determine el volumen inicial y final del gas (en litros) b. Determine la temperatura final (en K) c. Determinar el ΔU y el ΔH (ambos en J) para este proceso.
Pregunta de Química · 1 respuesta · 3 votos · mejor respuesta de ThianaPedrozo3411
En resumen
Para la expansión adiabática y reversible de 0. 1 mol de metano : Los volúmenes inicial y final del gas son : 2. 93 L y 16. 99 L. La temperatura final del gas es 204. 71 K. El ΔU y el ΔH para el proceso de expansión son : - 431. 5 J y - 554. 8 J.
Para la expansión adiabática y reversible de 0.
1 mol de metano : Los volúmenes inicial y final del gas son : 2.
93 L y 16.
99 L.
La temperatura final del gas es 204.
71 K.
El ΔU y el ΔH para el proceso de expansión son : - 431.
5 J y - 554.
8 J. Explicación : a) El volumen inicial puede determinarse utilizando la Ley de Gases Ideales : PV = nRTV = nRT / Pn = 0.
1 molR = 0.
082 atm L / mol KP = 1 bar = 0.
9869 atmT = 80°C .
En grados Kelvin : 80 + 273 = 353 KReemplazando : V1 = (0.
1 mol)(0.
082 atm L / mol K)(353 K) / 0.
9869 atmV1 = 2.
93 LPara la expansión adiabática reversible de un gas ideal : P₁V₁ ^ (γ) = P₂V₂ ^ (γ)γ = Cp / Cv = 1.
31V₂ = (P₁ / P₂) ^ (1 / γ) * V₁V₂ = (1 / 0.
1) ^ (1 / 1.
31) * (2.
93) = 16.
99 Lb) Para la expansión adiabática reversible de un gas ideal : T₁V₁ ^ (γ - 1) = T₂V₂ ^ (γ - 1)T₂ = (T₁V₁ ^ (γ - 1)) / V₂ ^ (γ - 1)T₂ = (353 * 2.
93 ^ (1.
31 - 1)) / 16.
99 ^ (1.
31 - 1) = 204.
71 Kc) El cambio en la energía interna es igual a : ΔU = nCvΔTCómo el metano es un gas poliatómico, se tiene que : Cv = (7 / 2) RCp = (9 / 2) RΔU = (0.
1 mol) (7 / 2) (8.
314 J / mol K) (204.
71 K - 353 K)ΔU = - 431.
5 JEl cambio en la entalpía es igual a : ΔH = nCpΔTΔH = (0.
1 mol) (9 / 2) (8.
314 J / mol K) (204.
71 K - 353 K)ΔH = - 554.
8 J.
Para la expansión adiabática y reversible de 0. 1 mol de metano : Los volúmenes inicial y final del gas son : 2. 93 L y 16. 99 L. La temperatura final del gas es 204. 71 K.
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