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UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE AGUASCALIENTES



Termodinámica


Apuntes

MTTO. Carlos Trujillo

INTEGRANTES

Daniel Martínez Loera
Ing. Industrial
6º A

Es la variación de la energía interna de un sistema y es igual a la energía transferida a los alrededores o por ellos en forma de calor y de trabajo, por lo que la energía no se crea ni se destruye solo setransforma.
Si un gas encerrado en un cilindro se expande y mueve un pistón con esto se hace posible establecer claramente la ley de la conservación de la energía.
Matemáticamente la 1ª ley de la termodinámica se expresa:
AU= Q – w
AU = Variación de la energía interna del sistema expresada en calorías o en Joules
Q = Calor que entra o sale del sistema medido en Calorías o Joules
W = Es eltrabajo efectuado por el sistema o el trabajo realizado sobre éste y su equivalencia es en Cal o Joules

* El valor de Q es positivo cuando entra calor al sistema y negativo cuando sale de el
* El valor de W es positivo si el sistema realiza el trabajo y es negativo si el trabajo se realiza alrededor del sistema.
* Si un sistema acepta cierta cantidad de calor y realiza un trabajosobre los alrededores el cambio de energía es igual.
Ejercicio:
1. A un sistema formado por un gas encerrado un cilindro con un émbolo se le suministran 200 Cal y realiza un trabajo de 300 J. Cual es la variación de la energía interna del sistema expresada en Joules.
Datos | Fórmula | Solución |
Q= 200 CalW= 300 J. | AU= Q – w | AU= 837.16 – 300= 537.16 Joules |
AU= x en J. | | |
1Cal – 4.1858 J. | | |
El calor es mas porque es el que entra al sistema y w también es mas ya que el trabajo lo realiza dentro del sistema AU es positivo.
2. A un gas encerrado en un cilindro se le suministran 40 Cal. Cuál es la variación de su energía interna?
Datos | Fórmula | Solución |
Q= 40 CalW= 0 J. | AU= Q – w | AU= 167.432 – 0= 167.432 Joules |
AU= x en J. | | |Por tanto al no realizarse un trabajo, todo el calor suministrado aumenta la energía interna del sistema.
3. Un sistema al recibir trabajo de -170 Joules sufre una variación de energía interna de 80 Joules determinar la cantidad de calor que se transfiere en el proceso.
Datos | Fórmula | Solución |
AU = 80 CalW= -170 J. | AU= Q – w | Q = -170 +80= -90 Joules |
Q = x en J. | | |Por tanto se tiene que el sistema está transfiriendo los -90 Joules al ambiente.
4. Sobre un sistema se realiza un trabajo de -100 J. y este libera -40 Cal. asi los alrededores. ¿Cuál es la variación de energía interna?

Datos | Fórmula | Solución |
W= -100 J. | AU= Q – w | Q = -167.432 + 100= - 67.432 Joules |
Q = -40 Cal. | | |
1 Cal – 4.1858 J. | | |
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Por lo tantoel signo es negativo de la variación de la energía interna, indica que disminuyó 100 J en forma de trabajo y perdió 167.432

TAREA
* Determine la variación de energía de un sistema que recibe 500 Cal y realiza un W de 500 Joules. El resultado en Joules
Datos | Fórmula | Solución |
W= 500 J. | AU= Q – w | AU = 2092.9 - 500= 1592.9 Joules |
Q = 500 Cal. | | |
1 Cal – 4.1858 J.| | |
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* Un gas está en un cilindro se le suministran 100 Cal. ¿Cuál es la variación de energía?, ¿Realiza algún Trabajo?. Respuesta en Joules
Datos | Fórmula | Solución |
W= 0 J. | AU= Q – w | AU = 418.58 - 0= 418.58 Joules |
Q = 100 Cal. | | |
1 Cal – 4.1858 J. | | |
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* Determine la Variación de la energía de un sistema cuando sobre elrealiza un trabajo de 50 Joules liberando 20 Cal al ambiente.
Datos | Fórmula | Solución |
W= 50 J. | AU= Q – w | AU = -50 -83.72= - 133.72 Joules |
Q = -20 Cal. | | |
1 Cal – 4.1858 J. | | |
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5. El aire contenido en un cilindro se comprime por medio de un pistón de acuerdo con la relación PVn=C donde c es una constante y n = 1.4, originalmente el aire se encuentra a una...