1.3.2 Výpočet tepla a práce při izobarickém ději

Šest gramů vodíku (M(H2) = 2 g mol1) je pod tlakem 507 kPa při teplotě 273 K. Za nezměněného tlaku vzroste objem na 15 dm3. Vypočtěte pro tento děj práci, teplo, změnu vnitřní energie a změnu entalpie. Předpokládejte, že vodík se chová ideálně.

Výsledek

W = −795,8 J (n = 3 mol, V1 = 13,43 dm3)

Postup

Spočtěte objemovou práci, aplikujte 1. větu a definici entalpie.

Audio

tabule/p3-2.1.gif tabule/p3-2.2.gif tabule/p3-2.3.gif tabule/p3-2.4.gif tabule/p3-2.5.gif tabule/p3-2.6.gif

Během děje je tlak uvniř i vně systému stejný a je konstantní – izobarický děj.
Vnější tlak je konstantní, a proto p můžeme vytknout před integrál
Práci si můžeme zakreslit do obrázku p = f(V) jako plochu pod křivkou, po které se systém ubírá. Zde je to plocha obdelníka o stranách p a rozdílu (V2−V1). Vzhledem k tomu, že se jedná o expanzi, tak systém práci koná a znaménko práce musí být záporné.
Změnu vnitřní energie můžeme počítat buď přímo z 1. věty termodynamické nebo z teplotní závislosti U. Obecně je vnitřní energie funkcí teploty a objemu, ale u ideálního plynu závisí jen na teplotě.
Také entalpie ideálního plynu je funkcí pouze teploty.
Teplo vypočteme z 1.věty termodynamické