Primera Ley-David Sanchez - Fisica 2-Grupo 2
Primera Ley-David Sanchez - Fisica 2-Grupo 2
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Existen, además, otros tipos de energía asociadas a las partículas microscópicas tales
como la energía química o la nuclear.
La energía se puede intercambiar entre un sistema y sus alrededores de dos formas. Una
es realizando trabajo por o sobre el sistema, considerando la medición de las variables
macroscópicas tales como presión, volumen y temperatura. La otra forma es por
transferencia de calor, la que se realiza a escala microscópica.
Casos particulares.
Sistema aislado. Para un sistema aislado, que no interactúa con los alrededores, no hay
transferencia de calor, Q = 0, el trabajo realizado también es cero y por lo tanto no hay
cambio de energía interna, esto es, la energía interna de un sistema aislado permanece
constante: Q = W = 0, ∆U = 0 y Uf = Ui
Proceso cíclico. Es un proceso que empieza y termina en el mismo estado. En este caso
el cambio de energía interna es cero y el calor agregado al sistema debe ser igual al
trabajo realizado durante el ciclo, entonces: ∆U = 0 y Q = W
Proceso con W = 0. Si se produce un proceso donde el trabajo que se realiza es cero, el
cambio en la energía interna es igual al calor agregado o liberado por el sistema. En este
caso, si se le agrega (quita) calor al sistema, Q es positivo (negativo) y la energía interna
aumenta (disminuye). Esto es: W = 0, ∆U = Q
Proceso con Q = 0. Si ahora se realiza un proceso donde la transferencia de calor es
cero y el sistema realiza trabajo, entonces el cambio de la energía interna es igual al
valor negativo del trabajo realizado por el sistema, por lo tanto la energía interna
disminuye; lo contrario ocurre si se realiza trabajo sobre el sistema. Al cambiar la
energía interna, cambia la energía cinética de las moléculas en el sistema, lo que a su
vez produce cambios en la temperatura del sistema. Q = 0, ∆U = -W
¿Qué significan los términos (\Delta U, Q, WΔU,Q,Wdelta, U, comma, Q, comma,
W)?
No hay mejor ejemplo de la primera ley de la termodinámica que el de un gas (como
aire o helio) atrapado en un contenedor que cuenta con un pistón móvil (como se
muestra abajo). Supondremos que el pistón se puede mover hacia arriba y hacia abajo
de tal forma que comprime al gas o permite que se expanda (pero el gas no se puede
salir del recipiente).
Las moléculas del gas atrapadas en el contenedor son "el sistema". Esas moléculas
tienen energía cinética.
Reglas Importantes Para La Solución De Ejercicios Y Problemas
El signo de es positivo cuando al sistema se le suministra calor y es negativo si el
sistema cede calor.
El signo de es positivo cuando el sistema realiza trabajo y negativo cuando el
trabajo se realiza sobre él.
Por lo que ahora, tenemos 618 Joule, y observamos un gran incremento de la energía
interna.
c) En este caso el sistema hace las dos versiones distintas al inciso a), pues aquí tenemos
el siguiente análisis.
– El sistema libera 100 cal [Se convierte a Joule]
– Se le aplica un trabajo sobre el sistema de 200 J
Por fórmula tendríamos algo así:
Vemos que la energía del sistema disminuye considerablemente, y esto es lógico puesto
que nada más recibió 200 J de energía y a su vez estaba liberando 418 Joule.
El problema indica que se le están suministrando 700 calorías de calor, eso quiere decir
que será positivo, por otra parte nos dice que al sistema se le aplicará un trabajo de
900 Joules, aquí el signo de tendrá que ser negativo, puesto que se la están
aplicando al sistema.
Vamos a convertir las 700 calorías de calor en Joules. ¿Por qué? Porque el S.I (Sistema
Internacional) de medida así lo estandariza.
Recordar que porque como dijimos, al sistema se le está aplicando un
trabajo. Ahora conforme a la fórmula de la primera ley de la termodinámica, iniciemos a
sustituir.
despejando ” “
Sustituyendo
Conclusión.