Determina el cambio de energía interna que experimenta un sistema de vapor de agua cuando recibe 6000 J en forma de calor
y a su vez realiza un trabajo de 1200 joule.
1.2. Sobre un sistema se realiza un trabajo de 1500J y se le suministran 2300 J de calor ¿Cuál es la variación de la energía interna
del sistema?
1.3. Si un sistema absorbe 500 cal (convertir a J) y realiza 40 J de trabajo, determine la variación de la energía interna.
1.4. Un sistema termodinámico experimenta un proceso en el que energía interna disminuye en 500J. Al mismo tiempo, 200 J de
trabajo se realizan sobre el sistema. Encuentra la energía transferida en forma de calor.
1.5. ¿Cuánto varía la energía interna si un sistema absorbe 250 J y se le aplica un trabajo de 700 J?
Respuestas a la pregunta
Respuesta: U=(6000J)-(1200J)=4800J
Explicación:
U=Q-W
Aplicando la primera ley de la termodinámica, la solución para cada ejercicio viene siendo:
- El vapor de agua experimenta un cambio de energía interna de 4800 J.
- El sistema experimenta una variación de la energía interna de 800 J.
- El sistema experimenta una variación de la energía interna de 2052 J.
- El sistema termodinámico recibe un calor de 300 J.
- La energía interna del sistema varía 290 J.
¿Cómo se define la primera ley de la termodinámica?
La primera ley de la termodinámica se define mediante la siguiente igualdad:
Q - W = ΔU
Donde:
- Q = calor
- W = trabajo
- ΔU = cambio de energía
Resolución de los problemas
Para resolver todos estos problemas aplicaremos la primera ley de la termodinámica.
- Primer problema
Sabiendo que el sistema recibe 6000 J de calor y realizar un trabajo de 1200 J, se procede a calcular el cambio de energía interna:
6000 J - (1200 J) = ΔU
ΔU = 4800 J
- Segundo problema
Sabiendo que el sistema realiza un trabajo de 1500 J y se le suministran 2300 J de calor, entonces el cambio de la energía interna será:
2300 J - (1500 J) = ΔU
ΔU = 800 J
- Tercer problema
Sabiendo que el sistema absorbe 500 cal y realiza 40 J de trabajo, tenemos que la variación de la energía interna es:
2092 J - (40 J) = ΔU
ΔU = 2052 J
- Cuarto problema
Sabiendo que el sistema termodinámico experimenta una disminución de la energía interna en 500 J y se realizan 200 J de trabajo sobre el mismo, tenemos que la energía transferida es:
Q - (- 200 J) = 500 J
Q = 500 J - 200 J
Q = 300 J
- Quinto problema
Sabiendo que el sistema absorbe 250 J y se le aplica un trabajo de 700 J, la variación de energía interna viene siendo:
250 J - (-40 J) = ΔU
ΔU = 290 J
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