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[Risolto] Energia interna e lavoro

  

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Un gas perfetto biatomico, che contiene 15 * 10^23 molecole, occupa alla temperatura di 315 K un volume di 50 dm^3. Il gas viene riscaldato alla pressione costante di 1.2 bar e la sua temperatura aumenta di 50 °C. 1) Calcola la variazione di energia interna. 2) Calcola il lavoro svolto.

1)

ΔU = UB - UA

ΔU = l/2*n*R*T - (l/2*n*R*T)

Ricavo le moli, facendo 15*10^23 molecole * 1/6.02 * 10^23 molecole = 2.5 mol

ΔU = (5/2*2.5*8.31*365) - (5/2*2.5*8.31*315) = 2.6*10^3 J ( 👍 )

2) 

W = p * (Vf - Vi) 

Ricavo il volume finale, facendo pVf = nRTf 

120000 * Vf = 2.5*8.31*365

Vf = 0.063 m^3

Inserisco nella formula il dato mancante

W = 120000 * (0.063-0.05) 

W = 1.56 * 10^3 J ( 👎 )

Risposta corretta: 0.96 kJ = 960 J

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@mirea00

 

Determino il numero di moli dividendo il numero di molecole per il numero di Avogadro. Quindi:

 

n= 15/6 = 2,5 moli

 

Essendo il gas biatomico, sappiamo che il calore specifico molare a volume costante è:

 

Cv=(5/2)*R

R= 8,31 J/(K*mol) 

 

La variazione di energia interna è:

DU = n*Cv * DT

 

Risposta 2)

Il gas assorbe energia dall'ambiente, aumenta la temperatura e di conseguenza si espande aumentando di volume.

Sappiamo che in una trasformazione isobara è costante il rapporto V/T.

Quindi:

V_iniziale / T_iniziale = V_finale / T_finale 

 

Da cui si ricava:

V_finale = (365/315)*50 = 57,93 dm³

 

Quindi: V_finale - V_iniziale = 7,93*10^( - 3)  m³

 

Il lavoro è quindi:

L= p*DV = 120000 * 7,93*10^( - 3) = 0,95 kJ

@stefanopescetto 👌👍👍



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