LEMNISCATA
Matemàtiques
A pressió atmosfèrica, un determinat sistema augmenta el seu volum en $50$ cm$^3$. Calcula el treball d’expansió del sistema si la pressió es manté constant. b) Justifica el signe del treball.
Per resoldre aquest problema, podem utilitzar la fórmula del treball d’expansió en un sistema a pressió constant. El treball $W$ d’expansió es pot calcular amb la següent equació:
$$W = -P \Delta V$$
on:
Substituint els valors en l’equació:
$$W = – (1.01 \times 10^5 \, \text{Pa}) \times (50 \times 10^{-6} \, \text{m}^3)$$
$$W = – 5.05 \, \text{J}$$
El treball d’expansió del sistema és de $-5.05 \, \text{J}$.
El treball és negatiu perquè el sistema està realitzant una expansió. Quan un sistema s’expandeix contra una pressió externa, està fent treball sobre l’entorn. Aquest treball es considera negatiu des de la perspectiva del sistema perquè està perdent energia interna a mesura que es fa l’expansió. En canvi, si el sistema es comprimís, el treball seria positiu perquè l’energia entraria al sistema.