Biofísica 3. Termodinámica 26 Primer principio

Primer principio 26.

a. ¿Cuánto varía la energía interna de un sistema cerrado que absorbe la misma cantidad de calor que el trabajo que realiza?

Sistema cerrado = no intercambian materia con el medio, pero sí permiten entrada y salida de energía (calor / trabajo)

Primer principio de la termodinámica,
ΔU = Q – L
donde
ΔU = variación de la energía interna
Q = calor
L = trabajo = Q


Reemplazando
ΔU = Q – Q = 0  < ------ variación de la energía interna a

b .Un sistema cerrado recibe 100 J de calor y realiza 125 J de trabajo sobre el medio exterior, ¿es esto posible?

Primer principio de la termodinámica

ΔU = Q – L

donde
ΔU = variación de la energía interna
Q = calor = 100 J
L = trabajo =125 J

Reemplazando
ΔU = 100 J - 125 J = -25 J < ------ variación de la energía interna b

c. ¿Cuánto varía la energía interna de un sistema cerrado que no realiza trabajo y que cede en forma de calor 1.000 calorías al medio exterior?

Primer principio de la termodinámica,
ΔU = Q – L

donde
ΔU = variación de la energía interna
Q = calor = - 1000 J
L = trabajo =0

Reemplazando
ΔU = - 1.000 J =  -1.000 J < ------ variación de la energía interna b

d. Si ahora el sistema del ítem c. evoluciona entre los mismos estados que antes, pero cediendo al medio exterior en forma de calor 1.500 calorías, ¿cuánto varía su energía interna? ¿Cuánto trabajo realiza

Evoluciona entre los dos mismos estados de c. 

ΔU (función de estado) =  - 1.000 cal --- > variación de energía interna d.

Primer principio de la termodinámica
ΔU = Q – L

donde
ΔU = variación de la energía interna = -1.000 cal
Q = calor = - 1.500 J
L = trabajo = ¿???

Reemplazando y despejando L

L = Q - ΔU = - 1.500 J + 1.000 J =  500 J < ------ variación de trabajo d.