Answer:
a) V2 = 200.161 cm³
b) Wexp = 0.0161 J done by the system
c) ΔU = 1.984 J
d) ΔH = 2.006 J
Explanation:
ΔU = Q + W.....first law
a) at constant temperature (298 K ):
∴ ΔU = 0 ⇒ Q = - W
∴ W = - ∫ P dV
⇒ Q = ∫ PdV
∴ PV = nRT
⇒ P = nRT / V
⇒ Q = ∫ nRT dV/V
⇒ Q = nRT Ln ( V2 / V1 )....assuming n O2 = 1 mol
⇒ Q / nRT = Ln ( V2 / V1 )
⇒ 2 J / (( 1mol) ( 8.314 J/molK * 298 K )) = Ln ( V2 / V1 )
⇒ 8.072 E-4 = Ln ( V2 / V1 )
⇒ 1.001 = V2 / V1
⇒ V2 = 1.001 * 200 cm³
⇒ V2 = 200.161 cm³ ( 2.00161 E-4 m³)
b) Wexp = - ∫ PdV.......work done by the system ( - )
P = 1 bar = 10197.2 Kgf/m²
⇒ W exp = - 10197.2 Kgf/m² * ( 2.00161 E-4 - 2.00 E-4 )m³
⇒ W exp = - 1.642 E-3 Kgf *m ( - 0.0161 J )
c) ΔU = Q + W
⇒ ΔU = 2 J - 0,0161 J
⇒ ΔU = 1.984 J ( 0.202 Kgf*m )
d) H = U + PV.....ideal gas
⇒ ΔH = Δ ( U + PV )
⇒ ΔH = ΔU + P2V2 - P1V1
⇒ ΔH = 0.202 + (( 10197.2 * 2.00161 e-4 )) - (( 10197.2 * 2.00 E-4 ))
⇒ ΔH = 0.202 + 2.041 - 2.0394
⇒ ΔH = 0,204 Kgf*m ( 2.006 J )
