Primer principio de la Termodinámica 01

 

a)  Un gas realiza 300 J de trabajo y absorbe 200 calorías de calor, ¿cuál es la variación de la energía interna del gas?

b)  Se hace un trabajo de 800 kJ sobre un gas para comprimirlo al tiempo que se le suministra un calor de 540 kcal, ¿cuál es su variación de la energía interna?

c)  Se comprime un gas realizando un trabajo de 200 J y este desprende un calor de 100 calorías, ¿cuál es la variación de la energía interna del gas?

d)  ¿Puede absorber calor un gas sin cambiar de temperatura?

 

 

Solución:

Primer principio de la Termodinámica:

Q = ΔU + W

a)  Datos: W = +300 J; Q = +200 cal

Aplicando el primer principio de la Termodinámica:

ΔU = Q – W = 200 cal·(J/0,24 cal) – 300 J =

= 833 J – 300 J = 533 J

El resultado positivo indica que el gas ha aumentado su temperatura.

El gas ha tomado 833 J como calor, de los cuales ha empleado 300 J en hacer trabajo mecánico y el resto lo ha almacenado como energía interna elevando su temperatura.

b)  Datos: W = –800 J; Q = 540 cal

ΔU = Q – W = 540 cal·(J/0,24 cal) – (–800) =

= 2250 J + 800 J = 3050 J

El resultado positivo indica que el gas ha aumentado su temperatura.

El gas ha tomado 2250 J como calor y se ha hecho un trabajo sobre él de 800 J. Todo esto lo ha almacenado como energía interna elevando su temperatura.

c)  Datos: W = –200 J; Q = –100 cal

ΔU = Q – W = –100 cal·(J/0,24 cal) – (–200 J) =

= –417 J + 200 J = –217 J

El resultado negativo indica que el gas ha bajado su temperatura.

Se ha hecho un trabajo sobre el gas de 200 J y este desprende 417 J de calor. La diferencia la obtiene disminuyendo su energía interna.

d)  ΔU = Q – W

Si la temperatura no cambia ΔU será cero, por tanto W = Q, es decir, el gas tiene que tomar calor y hacer trabajo siendo iguales las cantidades de estos.

 

 


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