Problemas resueltos tippens

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Thermodynamics/Termodinamica

The First Law of Thermodynamics/ Primera ley de la Termodinamica

1. In an industrial chemical process, 600 J of heat is supplied to a system while 200 J of work is done BY the system. What is the increase in the internal energy of the system?

En un proceso químico industrial, a un sistema se le proporcionan 600 Joules de calor y 200 Joules de trabajo sonrealizados por dicho sistema.¿Cuál es el incremento registrado en la energía interna de este sistema?

Work done BY the system is positive, heat INTO a system is positive. Apply first law:

ΔQ = ΔU + ΔW; ΔQ = 600 J; ΔW = 200 J

ΔU = ΔQ - ΔW = 600 J – 200 J; ΔU = 400 J

2.-Assume that the internal energy of a system decreases by 300 J while 200 J of work is done by a gas. What isthe value of Q? Is heat lost or gained by the system?

Supongamos que la energía interna de un sistema disminuye en 300 Joules al tiempo que un gas realiza 200 Joules de trabajo. ¿Cuál es el valor de Q, El sistema ha ganado o perdido energía?

ΔU = -300 J; ΔW = +200 J; ΔQ = ΔQ + ΔW

ΔQ = (-300 J) + (200 J) = - 100 J; Heat Los/Calor perdidot: ΔQ = -100 J

3.-In a thermodynamicprocess, the internal energy of the system increases by 500 J. How much work was done by the gas if 800 J of heat is absorbed?

En un proceso termodinamico la energía interna del sistema se incrementa 500 Joules ¿Cuanto trabajo fue realizado por el gas, si en el proceso fueron absorbidos 800 Joules de calor?

ΔU = +500 J; ΔQ = +800 J; ΔQ = ΔU + ΔW

ΔW = ΔQ - ΔU = 800 J – 500 J; ΔW =300 J

4.-A piston does 3000 ft lb of work on a gas, which then expands performing 2500 ft lb of work on its surroundings. What is the change in internal energy of the system if net heat exchange is zero?

Un pistón realiza 300 libra-pie de trabajo sobre un gas que luego se expande y efectua 2 500 libra-pie de trabajo sobre su entorno. ¿Cuál es el cambio en la energia interna del sistema siel intercambio neto de calor es cero?

[ Assume ΔQ = 0, then/Entonces ΔQ = ΔU + ΔW = 0 and/y ΔU = -ΔW ]

ΔU = -(Work/Trabajoout/salida – Work/Trabajoin/Entrada) = -(2500 ft lb – 3000 ft lb);

ΔU = + 500 ft lb = 0.643 Btu

5.-In a chemical laboratory, a technician applies 340 J of energy to a gas while the system surrounding the gas does 140 J of work ON the gas. What is the change ininternal energy?

En un laboratorio químico un técnico aplica 340 Joules de energía a un gas, al tiempo que el sistema que rodea dicho gas rodea realiza 140 Joules de trabajo sobre el gas. ¿Cual es el cambio en la energía interna?

[ ΔQ = +340 J; ΔW = -140 J (work ON gas is negative/Trabajo sobre el gas es negativo) ]

ΔU = ΔQ - ΔW = (350 J) – (-140 J); ΔU = 480 J

6.-What is thechange in internal energy for Problem 20-5 if the 140 J of work is done BY the gas instead of ON the gas?

¿Cual es el cambio en la energía interna en el ejercicio 20.5 si los 140 Joules de trabajo son realizados por el gas, en lugar de realizarse sobre el gas?

[ Work BY gas is positive, ΔW = +140 J ]

ΔU = ΔQ - ΔW = (340 J) – (+140 J); ΔU = 200 J

7.-A system absorbs 200 J of heat asthe internal energy increases by 150 J. What work is done by the gas?

Un sistema absorbe 200 Joules de calor cuando la energía interna aumenta 150 Joules. ¿Que trabajo realiza el gas en ese caso?

[ ΔQ = +200 J, ΔU = +150 J ]

ΔW = ΔQ - ΔU = 200 J – 100 J = -50 J; ΔW = 50 J

8. The specific heat of water is 4186 J/kg 0C. How much does the internal energy of 200 g of water changeas it is heated from 200C to 300C?

El calor específico del agua es 4 186 Joules/Kg.0C. ¿Cuál es el cambio en la energía interna de 200 gramos de agua cuando se calienta de 20 a 300C?

Assume the volume is constant. /Suponga que el volumen es constante

ΔQ = mcΔT = (0.2 kg)(4186 J/kg)(300C – 200C); ΔQ = 8372 J

Since ΔV = 0, ΔW is also zero: ΔU = ΔQ: ΔU = +8370 J

9. At a...
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