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Laboratorio Termodinamica

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INTERCAMBIO DE ENERGÍA CON LOS ALREDEDORES

Vergara C, Oquendo S, Barrera J.

*Universidad Pontificia Bolivariana, Cq. 1 #70-01, of. 11-259.


Medellín, Colombia.

Resumen: La primera ley de la termodinámica relaciona el trabajo el calor transferido intercambiado


en un sistema a través de una variable termodinámica, la energía interna. Dicha energía no se crea ni
se destruye, solo se transforma, en este informe se determinó y se analizó la cantidad de energía que
se intercambia entre el sistema y los alrededores a partir de la evaporación de una sustancia a presión
atmosférica. Finalmente se logro analizar el trabajo eléctrico que se suministro a lo largo de la
experimentación, al igual el cambio de energía interna del agua, permitiendo calcular las pérdidas de
calor hacia los alrededores por las paredes del sistema y la cantidad de masa evaporada.
Palabras claves: Primera ley de la termodinámica, intercambio de energía, calor transferido,
energía interna
Abstract: The first law of thermodynamics relates the work transferred heat exchanged in a system
through a thermodynamic variable, internal energy. Said energy is not created or destroyed, it is only
transformed, in this report the amount of energy that is exchanged between the system and the
surrounding area after the evaporation of a substance at atmospheric pressure was determined and
analyzed. Finally, it was possible to analyze the electrical work that was supplied throughout the
experimentation, as well as the change of internal energy of the water, allowing to calculate the losses
of heat towards the surroundings by the walls of the system and the amount of evaporated mass.
Keywords: First law of thermodynamics, energy exchange, heat transferred, internal energy
Mediante los tres mecanismos de transferencia
de energía: calor, trabajo y masa, se puede
1. INTRODUCCIÓN
expresar matemáticamente como:
La primera ley de la termodinámica, conocida
𝑈2 − 𝑈1 = [∑𝑖𝑛 𝑄 + 𝑊 + 𝑚ℎ] − [∑𝑜𝑢𝑡 𝑄 +
también como el principio de conservación de
𝑊 + 𝑚ℎ] (1)
la energía, brinda una base sólida para estudiar
las relaciones entre las diversas formas de Donde:
interacción de energía. A partir de Q: Es la energía en forma de calor absorbida o
observaciones experimentales, la primera ley emitida por el sistema
de la termodinámica establece que la energía
no se puede crear ni destruir durante un ΔU: Es el cambio en la energía interna del
proceso; sólo puede cambiar de forma.[1] Por sistema
lo tanto, cada cantidad de energía por pequeña W: Es el trabajo total efectuado por o sobre el
que sea debe justificarse durante un proceso, sistema, el cual puede ser de frontera
esta ley expresa que, cuando un sistema es (expansión, comprensión), trabajo eléctrico,
sometido a un ciclo termodinámico, el calor trabajo de flujo, trabajo mecánico.
cedido por el sistema será igual al trabajo
recibido por el mismo, y viceversa. mh: Es la masa que entra o sale del sistema por
su entalpía
Es decir, Q = W, en que Q es el calor
suministrado por el sistema al medio ambiente El trabajo eléctrico se expresa de manera
y W el trabajo realizado por el medio ambiente integral como:
al sistema durante el ciclo.[2] 1
𝑊𝑒 = ∫2 𝑉𝐼𝑑𝑡 (2)
Con esto el propósito de este experimento es
lograr determinar la cantidad de energía que
intercambia el H2O y los alrededores cuando Si el voltaje V y la corriente I permanecen
se calienta por medio de una resistencia constantes con el tiempo la ecuación se
eléctrica por un tiempo determinado, haciendo expresa como:
uso de la primera ley de la termodinámica.
𝑊𝑒 = 𝑉𝐼Δt (3)
2. METODOLOGÍA
I: Es la corriente, expresada en amperios (A)
Con la finalidad de determinar la cantidad de
energía que se intercambia entre el sistema y V: Es el voltaje o diferencia de potencial,
los alrededores, se selecciono una sustancia expresado en voltios (V)
como base de análisis, en este caso H2O.
We: En julios (J)
Sé midió la masa y la temperatura inicial del
agua, posteriormente se conecto una
resistencia y se inició simultáneamente el 3. RESULTADOS
registro de tiempo de calentamiento con 4. ANALISIS DE RESULTADOS
cronometro, registrando la corriente eléctrica 5. CONCLUSIONES
y voltaje durante un tiempo determinado por
medio de un analizador de potencia, se REFERENCIAS
desconectó la resistencia después de un tiempo [1] Termodinamica Cengel 7th_Yunus A.
determinado y se midió nuevamente la masa y Cengel
la temperatura final del agua en el sistema.
[2]https://www.vix.com/es/btg/curiosid
ades/4383/la-primera-ley-de-la-
termodinamica

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