Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Conservación de la energía. Zumdahl 10ed. Ejemplo 6.2

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Calcula el trabajo asociado con la expansión de un gas desde 46 L hasta 64 L a una presión externa constante de 15 atm.

Etapa analítica

En este caso es solo elegir el procedimiento correcto que damos en la siguiente definición: Trabajo hecho por un cilindro de émbolo móvil.

Factor marcado

\[ -(pres.) \,{\color{Purple} \textbf{atm}}\times (vol.fin-vol.ini) \,{\color{Purple} \textbf{L}}\times\frac{101.3 \,{\color{Purple} \textbf{J}}}{1 \,{\color{Purple} \textbf{atm L}}}=\pm(trabajo)\,{\color{Purple} \textbf{J}}\tag{A}\]

\[ -15 \,{\color{Purple} \textbf{atm}}\times (64-46) \,{\color{Purple} \textbf{L}}\times\frac{101.3 \,{\color{Purple} \textbf{J}}}{1 \,{\color{Purple} \textbf{atm L}}}=-27351\,{\color{Purple} \textbf{J}}\times \frac{1 \,{\color{Purple} \textbf{kJ}}}{1000 \,{\color{Purple} \textbf{J}}}=-27.4 \,{\color{Purple} \textbf{kJ}}\tag{A.1}\]

Teorema

\[ W = -P\cdot\Delta V \tag{B}\]

Sabemos que atm L= 101.3 J pero tambien puede expresarse directo en kilojulios como atm L= 0.1013 kJ

\[ W = -15 \times(64-46) \times 0.1013 {\, \color{Purple} \textbf{kJ}}= -27.4 {\, \color{Purple} \textbf{kJ}} \tag{B.1}\]

Zumdahl, S. S., Zumdahl, S. A., & DeCoste, D. J. (2018). Chemistry (10ª ed.). Cengage Learning.