Problema de la Primera Ley de la Termodinámica

Ejercicio Resuelto de la primera ley de la termodinámica

Nivel de Dificultad: ⭐⭐

Mientras estudiamos la primera ley de la termodinámica, podemos encontrarnos con varios ejemplos donde es necesaria nuestra comprensión, es por ello que este problema nos ayudará a comprender el uso del signo (-) ya sea en el trabajo, en la energía interna o el calor.

Para poder resolver el ejemplo, recordemos un poco:

ΔQ = ΔU + ΔW

Q = Calor
U = Energía Interna
W = Trabajo.

ΔQ + = Si el sistema se le suministra calor, pero si del contrario de suministrar lo pierde,entonces
ΔQ - = Sí el sistema sede calor
ΔW + = Si el sistema realiza el trabajo
ΔW - = Si al sistema le realiza algún trabajo.
ΔU + = Es positivo, y si disminuye su temperatura es negativo.

Ahora veamos el ejercicio resuelto.

Problema 3.- ¿Cuál es el incremento en la energía interna de un sistema si se le suministran 800 calorias de calor y se le aplica un trabajo de 500 Joules?

Solución:

Los datos con los que contamos son el calor que le suministran y el trabajo que se le aplica al sistema de 500 Joules, las calorías deben estar en Joules y la relación es:

1 Caloría = 4.2 J

Ahora convertimos esas 800 calorías a Joules.

\displaystyle \Delta Q=800cal\left( \frac{4.2J}{1cal} \right)=3360J

Ahora si podemos empezar a resolver el problema, si te das cuenta el trabajo se le está aplicando al sistema, entonces el signo será (-) negativo. así: - 500 J

El problema nos pide energía interna, la temperatura es constante por lo tanto no pasa nada con su signo.

\displaystyle \Delta Q=\Delta U+\Delta W

Despejamos "ΔU" ---> ΔU = ΔQ - ΔW

\displaystyle \Delta U=\Delta Q-\Delta W

Ahora sustituimos en la fórmula:

\displaystyle \Delta U=3360J-(-500J)=3360J+500J=3860J

Respuesta:

Obtenemos un valor de 3860 Joules

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    11 ¿Tienes dudas?

  1. Anónimo dice:

    ooooo q bn muxasss gracias la verdad con esto tengo para un cien!!! se lo agradesco bastante
    =)

  2. Anónimo dice:

    excelente de verdad lo entendi a la perfección gracias

  3. Anónimo dice:

    Lo sabia yo tenia la razon una maestra nos decia que para sacar J se multiplicaban las calorias por 0.24 pero no, es por 4.2 y todavia cuando le pregunte me dijo que era desde la perspectiva que lo quisieramos ver pero yo tenia la razon despues del todo y eso que el dia que le dije era el mismo dia en que empezamos a ver el tema y en un examen se contradijo y le pregunte ¨maestra que no era por 0.24 y me pidio el examen y me lo cancelo despues al dia siguiente nos dijo que el examen hiba a valer el 100% D: osea que tengo un 0 nooo!! por eso México esta como esta. (El 0.24 es para sacar de J a calorias no de calorias a J) por que nos dijo que tambien lo podiamos sacar en calorias lo cual estoy cuestionando ahora.
    Pregunta: La energia interna solo la podemos sacar en J o tambien en calorias? y si fuera en calorias sera los J por 0.24 y asi nos quedarian calorias de energia interna? y si no lo es asi y la energia interna solo puede ser en J significa que la maestra es de lo mas incompetente?

    1. Victor dice:

      de hecho creo que tu profesor estaba bien, recuerda que 1 joule = 0.24 cal y tambien puedes usar 1 cal = 4.18 joules
      en una divides y en otro multiplicas, dependiendo de que valor busques.

  4. En micho de los casos los profesores no saben lo que enseñan, solo están haciendo su labor pero por cobrar no por brindarle a la educación la mejoría que necesita, ánimos amigo, yo he pasado circustancias similares.

  5. Sobre un sistema se realiza un trabajo de -100 Joules y éste libera -40 calorías hacia los alrededores. ¿Cuál es la variación de la energía interna?

  6. Anónimo dice:

    Gracias!!

  7. heidy valentina parra garcia dice:

    se tiene un sistema al cual se le aplica un trabajo de 1600 julios mientras cede 250 calorias al ambiente ¿cual es la variacion de la energia interna?

  8. Próxima graduada jiji dice:

    Muchísimas gracias, no le entendía y estaba frustrada pero con esto logré entenderlo súper bien jaja. Aprendí más en 10min que en todo un mes de clases de mi maestro, gracias!♡

  9. sara dice:

    Cuál es el trabajo realizado por una maquina a la le
    suministran 500 Julios de calor y ve un aumento de energía
    de 200 Cal

    nececito ayuda

  10. Milena baez dice:

    Cual es el incremento en la energia interna de un sistema si se le suministran 900 calorías de calor y se le aplica un trabajo de 550 joules

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