Termodinamica

1. ¿Cuántos joules se necesitan para calentar 500 g de agua, desde 20 °C hasta 100 °C?

ΔQ=?

m= 500g

T1=20ºC

T2=100ºC

ΔQ═c*m*ΔT

ΔQ ═ 4,18 J ∕ (g. °C) ⃰ 500g (100 - 20°C)

ΔQ ═ 4,18 J ∕ (g. °C) ⃰ 500g ⃰ 80°C

ΔQ ═ 167200 J

2. ¿Qué cantidad de calor es necesario suministrar a un trozo de hierro de 36 kg para que su temperatura suba 300 °C?

c (hierro) ═ 0,107 cal ∕ g °C

ΔT= 300ºC

Q ═ c ⃰ m ⃰ T

Q ═ 0,107 (cal ∕ g°C) ⃰ 36000g ⃰ 300 °C

Q ═ 1155600 cal = 1155,6 Kcal

3. Explique la siguiente frase con sus propias palabras y luego exprésela en una ecuación: “En toda transformación entre calor y trabajo, la cantidad de calor entregada a un sistema es igual al trabajo realizado por el sistema más la variación de su energía interna”.

Ecuacion: Q= W + ΔU, donde

Q: cantidad de calor entregado al sistema

W: trabajo realizado por el sistema

ΔU: variación de la energía sistema del sistema

De acuerdo a la primera ley de la termodinamica, la energia no se crea ni se destruye, solo se transforma, por lo tanto, la variacion de la energia de un cuerpo sería equivalente a la energía que entra al cuerpo menos la energía que sale del mismo.

Extrapolando lo anterior a una transformacion entre calor y trabajo podemos decir que la energia interna de un cuerpo es igual al calor entregado al sistema (energia que entra) menos el trabajo realizado por el sistema (energia que sale), o dicho de otra forma: ΔU = Q – W, lo cual es equivalente a la frase del enunciado, solo que ordenado de una forma distinta (Q= W + ΔU).

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