Primera ley termodinámica

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA
APERTURA
Actividad 1. De manera individual reflexiona acerca de las siguientes situaciones, completa y contesta lo solicitado, en su cuaderno.
1. Se colocan sobre la mesa un recipiente con sopa caliente y un recipiente que contiene cubos de hielo. Al transcurrir varias horas:
a. La energía interna de la sopa ______________________ por lo tanto su temperatura_____________________.
b. La temperatura de los cubos de hielo _____________________ lo que significa que su energía interna _________________.
2. Si se saca agua de la llave y se coloca en un recipiente, sobre la llama de una estufa, hasta que ésta empiece a hervir. ¿Qué sucede con su temperatura desde el inicio del proceso? ¿Una vez que empieza a hervir y hasta que se evapora, quésucede con su temperatura?
3. ¿Para qué sirve la válvula que tienen las ollas de presión (utilizadas para cocinar alimentos)? ¿Qué pasaría si no tuvieran dicha válvula?
DESARROLLO
Actividad 2. Organízate con un compañero para realizar la lectura de los siguientes textos, subrayar los conceptos más importantes y anótalos en el cuaderno, así como el formulario correspondiente.Analicen detalladamente los ejemplos.
Primera Ley de la Termodinámica.
La Primera Ley de la Termodinámica, también conocida como principio de la conservación de la energía, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema, la energía interna del sistema variará. En otras palabras: La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma (conservación de la materia), por lotanto el calor y el trabajo son mecanismos por los que los sistemas intercambian energía entre sí. Esta ley se enuncia: “La variación en la energía interna de un sistema 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.”
El trabajo es negativo cuando los alrededores realizan trabajosobre el sistema; por ejemplo, cuando el pistón del motor de un automóvil comprime la gasolina (compresión del gas), y positivo, cuando el sistema realiza trabajo sobre los alrededores, como cuando la gasolina explota dentro de la cámara, haciendo que el pistón ascienda nuevamente (expansión de un gas).
Matemáticamente la Primera Ley de la Termodinámica se expresacomo:
W =Q - U
Donde:
U= Variación de la energía interna del sistema expresada en calorías (cal) ó joules (J).
Q= Calor que entra o sale del sistema medido en calorías (cal) ó joules (J).
W= Trabajo efectuado por el sistema o trabajo realizado sobre éste expresado en calorías (cal) ó joules (J).
El valor de Q es positivo cuando entra calor al sistema y negativo si sale de él. El valor de W espositivo si el sistema realiza trabajo y negativo si se efectúa trabajo de los alrededores sobre el sistema.
Ejemplos:
1. A un sistema formado por un gas encerrado en un cilindro con émbolo, se le suministran 200 calorías y realiza un trabajo de 300 joules. ¿Cuál es la variación de la energía interna del sistema expresada en joules?
Nota: El calor tiene signo positivo, pues entra al sistema,y el trabajo también es positivo; ya que lo realiza el sistema. El valor positivo de U indica que se incrementó la energía interna del sistema.
2. ¿Cuál será la variación de la energía interna en un sistema que recibe 50 calorías y se le aplica un trabajo de 100 J?
Actividad 3: De manera individual completa el siguiente cuadro.
Fórmula Representación de cada símbolo yunidades
Aplicación Despeje de fórmula
Fórmula
Representación de cada símbolo y unidades
Aplicación
Despeje de fórmula
ΔU = Uf - Ui


Uf=

Ui=

ΔU = Q - W


Q =

W =


Procesos Termodinámicos
Procesos Iso: Son los procesos cuyas magnitudes permanecen "constantes", es decir que el sistema cambia manteniendo cierta proporcionalidad en su transformación. Se les asigna el prefijo...