Un obrero de 70 kg arroja arena con una pala durante 2,00 horas. El obrero realiza trabajo con una tasa promedio de 30 W y emite calor al ambiente a una tasa promedio de 500 W. Ignorando la pérdida de agua por evaporación por transpiración. Cuál es el cambio de su energía interna.
Respuestas a la pregunta
Sabiendo que el obrero realiza un trabajo con una tasa promedio de 30 W y emite calor al ambiente a una tasa promedio de 500 W, ignorando la pérdida de agua por evaporación, tenemos que el cambio de su energía interna es de -5724000 J.
¿Cómo encontrar el cambio de energía interna?
El cambio de energía interna se puede obtener a partir de la primera ley de la termodinámica que se define como:
Q - W = ΔU
Donde:
- Q = calor
- W = trabajo
- ΔU = cambio de energía interna
Resolución del problema
Inicialmente, procedemos a buscar el calor emitido y el trabajo realizado en las 2 horas:
W = (30 W)·(3 h)·(3600 s / 1 h) = 324000 J
Q = (500 W)·(3 h)·(3600 s / 1 h) = -5400000 J
Ahora, buscamos el cambio de energía interna:
Q - W = ΔU
-5400000 J - (324000 J) = ΔU
ΔU = -5724000 J
En consecuencia, el cambio de energía interna es igual a -5724000 J.
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