PRIMERA LEY TERMODINAMICA. PROBLEMAS RESUELTOS

Summary

En este video, el profesor René Campos explica de manera clara y práctica la primera ley de la termodinámica, resolviendo dos ejercicios relacionados con los cambios de energía interna en un sistema. En el primer ejercicio, se calcula el incremento en la energía interna de un sistema al recibir calor y trabajo. En el segundo, se determina la cantidad de calor transferido cuando un sistema experimenta un cambio de energía interna y recibe trabajo. El video es ideal para estudiantes que buscan comprender cómo aplicar la ley de la termodinámica en la resolución de problemas prácticos.

Takeaways

• 😀 La primera ley de la termodinámica establece que el cambio en la energía interna de un sistema es igual al calor absorbido por el sistema menos el trabajo realizado sobre el sistema.
• 😀 El calor suministrado al sistema tiene un signo positivo, mientras que el trabajo realizado sobre el sistema se representa con un signo negativo.
• 😀 Para resolver problemas con la primera ley termodinámica, es necesario asegurarse de que las unidades de calor y trabajo sean consistentes, convirtiendo entre calorías y julios si es necesario.
• 😀 En el primer ejercicio, se suministran 500 calorías de calor y 800 julios de trabajo al sistema, resultando en un cambio en la energía interna de 2,893 julios.
• 😀 El calor se convierte de calorías a julios multiplicando por 4.186, ya que 1 caloría equivale a 4.186 julios.
• 😀 El signo de los valores es crucial: el calor entrante es positivo y el trabajo realizado sobre el sistema es negativo cuando se usa la convención correcta de signos.
• 😀 En el segundo ejercicio, el sistema recibe un trabajo negativo de -300 julios, y su energía interna cambia en 82 julios.
• 😀 El calor transferido se puede determinar reorganizando la fórmula de la primera ley para despejar el calor como el cambio de energía interna más el trabajo recibido.
• 😀 Si el resultado del cálculo del calor es negativo, significa que el sistema está cediendo calor al entorno, como ocurrió en el segundo ejercicio, donde el sistema cede 220 julios.
• 😀 La conversión de unidades no siempre es necesaria si todas las unidades están en el mismo sistema (como en julios), lo cual simplifica el proceso de resolución.
• 😀 Al final, el video invita a los estudiantes a suscribirse al canal y dejar sugerencias o comentarios, fomentando la interacción y el aprendizaje continuo.

Q & A

¿Qué es lo que se está analizando en el video?

En el video se están analizando ejercicios relacionados con la primera ley de la termodinámica, específicamente sobre el cambio en la energía interna de un sistema debido a la transferencia de calor y trabajo.

¿Cómo se determina el incremento en la energía interna de un sistema?

El incremento en la energía interna se determina usando la fórmula de la primera ley de la termodinámica: ΔU = Q - W, donde Q es el calor absorbido y W es el trabajo realizado por el sistema.

¿Qué unidades deben tener los valores para aplicar la ley de la termodinámica?

Las unidades deben estar unificadas. En este caso, las calorías deben convertirse a julios para que todo esté en el mismo sistema de unidades (julios).

¿Cómo se convierte la cantidad de calor de calorías a julios?

Se usa el factor de conversión de 1 caloría = 4.186 julios. Para convertir 500 calorías, se multiplica por 4.186, lo que da 2.093 julios.

¿Qué signo tiene el calor cuando se suministra al sistema?

Cuando el calor es suministrado al sistema, su signo es positivo, ya que el sistema está recibiendo energía.

¿Qué signo tiene el trabajo cuando entra al sistema?

Cuando el trabajo entra al sistema, el signo es negativo, ya que se considera que el trabajo realizado sobre el sistema es una fuente de energía interna.

En el primer ejercicio, ¿cuál es el resultado del cambio en la energía interna del sistema?

El resultado del cambio en la energía interna es 2.893 julios, calculado al sumar el calor absorbido (2.093 julios) y el trabajo realizado sobre el sistema (-800 julios).

En el segundo ejercicio, ¿qué se busca determinar?

En el segundo ejercicio se busca determinar la cantidad de calor transferido al sistema y saber si el sistema está recibiendo o cediendo calor.

¿Qué significa cuando el calor tiene un valor negativo en el segundo ejercicio?

Cuando el valor del calor es negativo, significa que el sistema está cediendo calor hacia el exterior, ya que está perdiendo energía en forma de calor.

¿Cómo se resuelve la ecuación para obtener el calor en el segundo ejercicio?

La ecuación se resuelve utilizando la fórmula ΔU = Q - W, despejando Q, lo que da Q = ΔU + W. Se sustituye ΔU = 82 julios y W = -300 julios, lo que da Q = 82 + 300 = 220 julios. Como el valor de Q es negativo, el sistema está cediendo calor.