Question

Se dispone de un recipiente dotado de un pistón móvil que contiene una muestra de gas monoatómico el cual absorbe 1080 J en forma de calor. Determine la cantidad de trabajo (J) asociada a este proceso si se sabe que la energía interna del sistema sufrio un incremento de 2300 calorías. Especifique también si se trata de un proceso de expansión o compresión.

Datos: 1 cal= 4,184 J

Answer 1

El trabajo efectuado por el sistema es de -8543J, por lo que el proceso es una compresión.

Explicación:

Si la energía interna del gas en el sistema se incrementó en 2300 calorías, el equivalente en joules es:

$\Delta U=2300cal.4,184\frac{J}{cal}=9623J$

Aplicando el primer principio de la termodinámica, tenemos que el calor invertido es igual a la suma entre el trabajo efectuado y el cambio en la energía interna:

$Q=\Delta U+W\\\\W=Q-\Delta U=1080J-9623J=-8543J$

El signo negativo del trabajo indica que el sistema está absorbiendo trabajo, o sea, se está efectuando trabajo sobre el gas, lo que quiere decir que se está comprimiendo.