ACTIVIDAD 9.1
SI AGREGAMOS 4184 J DE ENERGIA TERMICA A UNA TAZA DE AGUA Y NO SE REALIZA TRABAJO ALGUNO SOBRE EL SISTEMA O POR EL SISTEMA,¿CUAL ES EL CAMBIO EN LA ENERGIA INTERNA DEL AGUA?
El cambio en la energía interna del agua sería de 4184 J, ya que la energía térmica agregada se convierte en energía interna del sistema al no realizar trabajo alguno.
UN GAS IDEAL ES COMPRIMIDO EN UN CILINDRO, REALIZANDO 500 J DE TRABAJO SOBRE EL GAS, SI NO SE TRANSFIERE CALOR HACIA O DESDE EL GAS DURANTE ESTE PORCESO,¿CUAL ES EL CAMBIO EN LA ENERGIA INTERNA DEL GAS?
El cambio en la energía interna del gas se puede determinar usando la primera ley de la termodinámica, que establece que la energía total de un sistema puede cambiar debido al trabajo realizado sobre él y al calor transferido hacia o desde el sistema. En este caso, como no se transfiere calor hacia o desde el gas, el cambio en la energía interna del gas será igual al trabajo realizado sobre él.
Por lo tanto, el cambio en la energía interna del gas será de 500 J.
UNA BEBIDA LIBERA 1500 J DE CALOR MIENTRAS SE ENFRIA. SI EL TRABAJO REALIZADO POR EL SISTEMA ES NULO, ¿CUAL ES EL CAMBIO DE ENERGIA INTERNA DE LA BEBIDA?
Dado que el trabajo realizado por el sistema es nulo, la única forma en la que la bebida puede liberar 1500 J de calor mientras se enfría es mediante la transferencia de calor. Por lo tanto, el cambio de energía interna de la bebida será de -1500 J, ya que la bebida está cediendo energía en forma de calor.
EN UN CICLO DE REFRIGERACION, UN REFRIGERADOR EXTRAE 600 J DE CALOR DE SU INTERIOR Y EL COMPRENSOR REALIZA 150 J DE TRABAJO. CALCULA EL CAMBIO DE ENERGIA INTERNA DEL SISTEMA REFRIGERADO
El cambio de energía interna del sistema refrigerado se puede calcular a través de la ecuación de la primera ley de la termodinámica, que es:
Donde:
ΔU = Cambio de energía interna del sistema refrigerado
Q = Calor extraído del interior del refrigerador = -600 J (negativo porque es calor extraído)
W = Trabajo realizado por el compresor = -150 J (negativo porque es trabajo realizado por el sistema)
Sustituyendo los valores:
ΔU = -600 J - (-150 J)
ΔU = -600 J + 150 J
ΔU = -450 J
Por lo tanto, el cambio de energía interna del sistema refrigerado es de -450 J.
EN UN PROCESO DE LABORATORIO, SE DISUELVEN 20 G DE UNA SAL DE 100 mL DE AGUA, RESULTANDO EN UNA REACCION ENDOTERMICA QUE ABSORBE 1500 J DE CALOR DEL ENTORNO. SI EL RECIPIENTE QUE CONTIENE LA MEZCLA REALIZA 200 J DE TRABAJO SOBRE EL ENTORNO AL CONTRAERSE, ¿CUAL ES EL CAMBIO EN LA ENERGIA INTERNA DE LA SOLUCION?
Para calcular el cambio en la energía interna de la solución, utilizamos la ecuación de la primera ley de la termodinámica:
Q = ΔU + W
Donde:
Q = calor absorbido por la reacción (1500 J)
ΔU = cambio en la energía interna de la solución
W = trabajo realizado por el recipiente (200 J)
Sustituyendo los valores conocidos:
1500 J = ΔU + 200 J
Despejando ΔU:
ΔU = 1500 J - 200 J
ΔU = 1300 J
Por lo tanto, el cambio en la energía interna de la solución es de 1300 J.