Enunciado

Una cierta cantidad de aire seco experimenta una compresión cuasiestática A→B que se describe en un diagrama pV con un segmento rectilíneo como el de la figura. Sean , y las condiciones iniciales y la relación de compresión.

  1. Calcule el trabajo realizado sobre el sistema en el proceso A→B como función de la presión final y del resto de datos del problema.
  2. Halle el valor de la presión final si en el proceso descrito el calor neto que entra en el sistema es nulo, , es decir, el proceso no es adiabático, sino que el calor que entra iguala al que sale.
  3. Halle la temperatura final en el proceso anterior.

Trabajo

El volumen inicial es de 1.2 L y el final es

El trabajo lo podemos calcular como el área de un trapecio

con la presión en kilopascales y el trabajo en julios.

Calor

Para hallar el calor necesitamos el primer principio de la termodinámica, pues este proceso ni es a presión constante ni a volumen constante.

Tenemos que

El calor en el proceso es

y esta cantidad se anula para

Temperatura

Una vez que tenemos el volumen y la temperatura finales, el calor lo obtenemos de la ley de los gases ideales.