Para determinar el cambio en la energía interna del gas en este proceso, podemos utilizar la primera ley de la termodinámica, que establece que la variación de la energía interna de un sistema es igual al calor agregado al sistema menos el trabajo realizado por el sistema.
La ecuación general para la primera ley de la termodinámica es:
ΔU = Q - W
Donde:
ΔU = Cambio en la energía interna del sistema
Q = Calor agregado al sistema
W = Trabajo realizado por el sistema
Dado que la expansión es isobárica (a presión constante), el trabajo realizado por el sistema se puede calcular como:
W = PΔV
Donde:
P = Presión constante durante la expansión
ΔV = Cambio en el volumen del gas
Primero, calculemos el trabajo realizado por el sistema:
P = 2.5 kPa = 2.5 * 10^3 Pa
ΔV = 7.00 m³ - 200 m³ = 7.00 m³ - 200 * 10^-6 km³ = 6.80 m³
W = PΔV
W = (2.5 * 10^3 Pa) * 6.80 m³ = 17,000 J = 17 kJ
El calor agregado al sistema es Q = 8.43 kJ.
Ahora, podemos calcular el cambio en la energía interna del gas:
ΔU = Q - W
ΔU = 8.43 kJ - 17 kJ
ΔU = -8.57 kJ
Por lo tanto, el cambio en la energía interna del gas es de -8.57 kJ.
