Cuando 1000 kg de agua líquida a 100ºC se convierten en vapor a esa misma temperatura y a 1 atmósfera…
ENUNCIADO:
Cuando 1000 kg de agua líquida a 100ºC se convierten en vapor a esa misma temperatura y a 1 atmósfera (1013 · 105 Pa) absorbe 2283500 kJ. Calcular: a) El trabajo de expansión realizado por el sistema. b) La variación de energía interna del sistema.
SOLUCIÓN:
m = 1000 kg
T = 100 ºC + 273 = 373 k
P = 1 atm = 1,013 · 105 Pa
Q = +2283500 kJ
a) W = ?
b) ΔU
a) W = -P en pascales · ΔV
W =
VL → d = mvmv → V = md=1006103md=1006103 = 103 L
Vg → PV = n · RT → Vg = n⋅R.TPn·R.TP
n → 1000 kg H2O 1mol18gH2O1mol18gH2O · 1000g1k1000g1k = 55.556 moles
Vg = 55556⋅0,082⋅373155556·0,082·3731 = 1699222 L = 1700 m3
W = -1,03 · 105(1700 – 1) = -1,03 · 105(1699) = -174997000 J = -174997 kJ Realizado por el sistema
b) ΔU = Q + W
ΔU = 2283500 – 174997 = 2108503 J