Mas de la energia interna

Summary

En este video, se explica de manera detallada la energía interna de un sistema, entendida como la suma de las energías cinética, potencial y de enlace de sus partículas. Se discute cómo el calor y el trabajo afectan la energía interna, enfatizando que la energía interna no puede ser creada ni destruida, solo transformada. A través de ejemplos, se aclara la relación entre el calor agregado al sistema y el trabajo realizado, mostrando cómo estos factores influyen en el cambio de energía interna. El enfoque está en comprender los conceptos más allá de memorizar fórmulas, utilizando analogías como una cuenta bancaria de energía.

Takeaways

• 😀 La energía interna de un sistema es la suma de la energía cinética, potencial, eléctrica y de enlaces entre las partículas que lo componen.
• 😀 La energía interna de un sistema depende de su estado (presión, volumen, temperatura, etc.), pero no de cómo se ha alcanzado ese estado.
• 😀 La energía interna no puede ser creada ni destruida, solo se transforma de una forma a otra, como en el calor o el trabajo.
• 😀 El cambio en la energía interna de un sistema puede deberse al calor agregado o al trabajo realizado sobre el sistema o por él.
• 😀 El calor es una transferencia de energía y no una propiedad interna del sistema. No se puede definir 'cuánto calor' tiene un sistema en un momento dado.
• 😀 En termodinámica, la energía interna se puede considerar como una 'cuenta bancaria' de energía: los depósitos (calor y trabajo) aumentan la energía y los retiros (trabajo hecho por el sistema) la disminuyen.
• 😀 El calor agregado o quitado a un sistema está relacionado con su cambio de energía interna y con el trabajo realizado en el sistema.
• 😀 En un ejemplo, si un sistema realiza trabajo, perderá energía, y si no hay cambio en la energía interna, la misma cantidad de energía debe ser agregada en forma de calor.
• 😀 El signo de la energía calorífica depende de si el calor es agregado al sistema (positivo) o retirado (negativo).
• 😀 En un sistema donde se extrae calor y se realiza trabajo sobre él, el cambio en la energía interna puede calcularse sumando el calor extraído y el trabajo realizado sobre el sistema.

Q & A

¿Qué es la energía interna según el video?

La energía interna es la suma de la energía cinética y potencial de todas las partículas dentro de un sistema, incluyendo la energía de los enlaces entre ellas. Es una función de estado del sistema y no depende de cómo se haya llegado a ese estado.

¿Por qué no se puede determinar el calor de un sistema?

El calor no es una propiedad del sistema, sino una transferencia de energía hacia o desde el sistema. A diferencia de la energía interna, que es una función de estado, el calor es una variable que depende de la transferencia de energía.

¿Cómo se relacionan el calor y el trabajo con el cambio de la energía interna?

El cambio en la energía interna de un sistema puede ser causado por el calor agregado o retirado del sistema y el trabajo realizado por o sobre el sistema. La ecuación que describe esto es: ΔU = Q - W, donde Q es el calor y W es el trabajo.

¿Qué significa que la energía interna de un sistema no pueda crearse ni destruirse?

Esto significa que la energía interna solo puede transformarse de una forma a otra, pero no puede desaparecer ni aparecer de la nada. Cualquier cambio en la energía interna de un sistema debe ser explicado por el calor agregado o el trabajo realizado sobre o por el sistema.

¿Qué implica el uso de la ecuación ΔU = Q - W?

La ecuación ΔU = Q - W describe cómo el cambio en la energía interna de un sistema está relacionado con el calor agregado (Q) y el trabajo realizado sobre el sistema o por él (W). El signo negativo indica que si el sistema realiza trabajo, pierde energía.

¿Por qué el calor agregado no es una variable de estado del sistema?

El calor no es una variable de estado porque no depende solo de las condiciones del sistema en un momento dado, sino de cómo se produce la transferencia de energía. No se puede definir el calor de un sistema sin saber si el sistema ha ganado o perdido calor en un proceso específico.

¿Cómo se puede interpretar el calor y el trabajo en términos de una cuenta bancaria?

El calor y el trabajo pueden verse como depósitos o retiros de energía en una 'cuenta bancaria'. Si el sistema recibe calor, es como un depósito; si realiza trabajo, es como un retiro. El cambio en la energía interna es como el saldo de la cuenta bancaria después de estos depósitos y retiros.

¿Qué sucede si el trabajo realizado sobre el sistema es positivo?

Si el trabajo realizado sobre el sistema es positivo, significa que el sistema recibe energía en forma de trabajo, lo cual incrementa su energía interna. En la ecuación, esto se refleja con un signo positivo para el trabajo.

En el ejemplo del globo, ¿cómo se determina el calor necesario cuando el sistema realiza trabajo?

Si un sistema realiza trabajo, como en el caso de un globo que se expande, y no hay cambio en la energía interna, el trabajo realizado debe ser compensado por una cantidad igual de calor que entra al sistema. Por lo tanto, si el trabajo realizado es de 10 julios, el calor agregado al sistema debe ser también de 10 julios.

¿Cómo se calcula el cambio en la energía interna cuando se retira calor y se realiza trabajo sobre el sistema?

Cuando se retira calor (por ejemplo, 5 julios) y se realiza trabajo sobre el sistema (por ejemplo, 1 julio), el cambio en la energía interna es la suma de estos dos valores: ΔU = -5 + 1 = -4 julios. El signo negativo indica una disminución de la energía interna del sistema.