Problemas Resueltos Termo

1. Un sistema realiza un trabajo de 150 J sobre el entorno y absorbe 80 J de calor. Halla la variación de energía interna del sistema.
Resp
ΔU = Q + W = 80 J + (–150 J) = –70 J
2. Al quemarse lagasolina en un cilindro del motor de un coche se liberan 120 kJ. Si el trabajo realizado por los gases producidos en la combustión es de 50 kJ, calcula cuánto valdrá la variación de energía internadel sistema.
Resp
ΔU = Q + W = –120 J + (–50 J) = –170 J
Nota, las ecuaciones: ΔU = Q – W (IUPAC) y ΔU = Q + W (Tradicional) ambas contradictorias, dan las mismas respuestas. Esto se debe a laconvención de signos que se estén usando según la IUPAC o el Tradicional.
Criterio de signos termodinámico:
Uno de los criterios que se suele utilizar en termodinámica para evaluar los intercambios deenergía entre un sistema y su entorno, en forma de calor y trabajo, según la IUPAC(International Union of Pure and Applied Chemistry), es el siguiente:
Positivo (+), para el trabajo que sale del sistema yel calor que entra al sistema.
Negativo (-), para el trabajo que entra al sistema y el calor que sale del sistema.
De este modo el trabajo se define como una transferencia de energía, que puedeexpresarse según la siguiente ecuación en un proceso reversible:

Por ejemplo, en una expansión isobárica, el volumen final VB es mayor que el volumen inicial VA
entonces
 el sistema realiza un trabajosobre su entorno, cediendo trabajo para pasar del estado inicial A al estado final B
luego


El primer principio de la termodinámica relaciona el cambio en la energía interna de un sistema con el calory el trabajo intercambiados entre éste y su entorno mediante la siguiente expresión:

ΔU = Q - W = 80 J - (150 J) = –70 J (según convención de signo IUPAC) el resultado es el mismo…
3. ¿Quévariación de energía interna se produce al transformarse 100 g de agua a 25ºC en vapor a 100ºC a la presión constante de 1 atm = 101300 Pa? Datos: ce(agua) 4180 J·kg–1·ºC–1; Lv = 2257 kJ·kg-1; R = 8,31 J...