Respuesta:
El trabajo realizado por el gas durante esta expansión se puede calcular utilizando la fórmula del trabajo realizado por un gas ideal en un proceso isotérmico. La fórmula es:
W = -nRTln(V2/V1)
Donde:
W es el trabajo realizado por el gas (en julios)
n es el número de moles de gas (en este caso, n = 1)
R es la constante de los gases ideales, que es igual a 0.0821 atm·L/mol·K
T es la temperatura del gas (en kelvin)
V1 es el volumen inicial del gas (en litros)
V2 es el volumen final del gas (en litros)
Dado que la presión inicial es de 10 atm, podemos convertirlo a kPa utilizando la relación:
1 atm = 101.3 kPa
Por lo tanto, la presión inicial es de 1013 kPa.
La temperatura constante es de 20°C, que es igual a 293.15 K.
El volumen inicial del gas es de 2 L y el volumen final es de 15 L.
Sustituyendo estos valores en la fórmula del trabajo realizado por el gas, obtenemos:
W = -nRTln(V2/V1)
W = -(1 mol)(0.0821 atm·L/mol·K)(293.15 K)ln(15 L/2 L)
W = -24.5 atm·L
Por lo tanto, el trabajo realizado por el gas durante esta expansión es de -24.5 atm·L.