Física termodinámica

DESARROLLO

1. La energía total de un sistema cerrado aumenta en 55 kj en el curso de un proceso y se realizan 100 kj de trabajo sobre un sistema:

a. ¿Cuánto calor se transfiere durante el proceso?

b. ¿Se agrega dicho calor al sistema o se extrae?

Respuesta a:

Para esta pregunta se puede utilizar la primera ley de la termodinámica, que establece que la energía total de un sistema cerrado se conserva. La ecuación de la primera ley de la termodinámica es:

ΔU = Q - W

Dónde:

ΔU es el cambio en la energía total del sistema

Q es el calor transferido al sistema

W es el trabajo realizado por el sistema.

En este caso, se nos da que ΔU = 55 Kj y W = -100 Kj

Tenemos que reorganizar la ecuación de la primera ley de la termodinámica para despejar Q:

Q = ΔU + W

Sustituyendo los valores conocidos:

Q = 55 Kj + (-100 Kj) Q = -45 Kj

Por lo tanto, se transfieren -45 Kj de calor durante el proceso.

Respuesta b:

El calor se extrae del sistema debido al signo negativo en la ecuación. Esto significa que el sistema está perdiendo calor durante el proceso.

2. Defina estado termodinámico y de 1 ejemplo de los siguientes procesos que determinan los cambios de estado:

a. Punto Triple

b. Sublimación

c. Fusión

Respuestas

Estado termodinámico: Se define estado termodinámico de un sistema a las condiciones en las que se encuentra dicho sistema en un momento dado. Estas se pueden describir mediante variables como la temperatura, la presión y el volumen.

En resumen, estado termodinámico se refiere a los diferentes estados en los cuales se puede encontrar una sustancia en un sistema, existiendo procesos específicos que determinan los cambios de estado.

Punto triple: es aquel en el cual coexisten en equilibrio el estado sólido, el estado líquido y el estado gaseoso de una sustancia. Se define con una temperatura y una presión de vapor. El punto triple del agua, por ejemplo, está a 273,16 K (0,01 °C) y a una presión de 611,73 Pa ITS90. Esta temperatura, debido a que es un valor constante, sirve para equilibrar las escalas kelvin y Celsius de los termómetros de mayor precisión.

Sublimación: El sistema termodinámico pasa de estado sólido a vapor, un ejemplo de sublimación es el hielo seco, que es dióxido de carbono (CO2) en estado sólido. Cuando el hielo seco se expone al aire, se sublima y se convierte en CO2en estado gaseoso.

Fusión: es cuando el sistema termodinámico pasa de estado sólido a líquido, Un ejemplo de fusión es el hielo, Cuando retiramos el hielo del refrigerador este entra en contacto con la temperatura ambiente del aire lo que hace que incremente su temperatura alcanza el punto

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