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Problema 2.
Un gas ideal efectúa los cambios que se describen a continuación: pasa del estado 1 al 2,
efectuando un trabajo de 200 kJ sin variar su temperatura; luego pasa del estado 2 al 3,
absorbiendo 150 kJ de calor sin variar su volumen. Llenar los espacios vacíos en la tabla.
L\U/ kJ
Sol"cióll :
Paso 1.
El sistema pasa del estado 1 al 2 realizando un trabajo de 200 kJ, sin variar su temperatura,
lo cual significa que:
a) J!';~, ~ 200 kJ , b) L\U,~, ~ O
De la ecuación de la J3 Ley de la Termodinámica: !:J.U 1 .... 2 = Ql.....2- W, .... 2 = O, se tiene que:
e) Q,_, ~ w,_, ~ 200 kJ
Paso 2.
Durante el proceso (2---+3) el sistema absorbe 150 kJ de calor, sin variar su volumen, esto es
que: a) Q'_J ~ 150 kJ
Dado que en este proceso el volumen del sistema permanece constante, dV = O Yde la
definición de trabajo W;.....¡ = r PdV , resulta que: b) W2 ..... 1 =O
De la ecuación de la 1a Ley !:J.U2 ..... 3 = Q2....3 - W2 .....J se obtiene
e) L\U'_J ~ Q'_J ~ 150 kJ
Paso 3.
Finalmente, el valor total del cambio en la energía interna, así como del trabajo y de calor
total intercambiado entre el sistema y los alrededores se obtiene sumando los
correspondientes valores parciales en cada uno de los procesos, esto es:
a) L\U'~J ~L\U,~, +L\U'~J ~(0+ 150) kJ ~ 1 50 kJ
b) Q' _J ~Q,_,+Q'_J ~(200+ 150) kJ ~350kJ
e) w,_J ~Jv,~, +W'_J ~(200+0) kJ ~200 kJ
,-- L\U1 kJ Q/ kJ
r-!-- lb O J C':zoO" ~"
el- 2e 150 2'. l50~!
3
W / kJ
'a 200
2b O
-3 3. 150 '¡~~J50< 13e 200
21