Biofísica 3 Termodinámica (20) 26. Primer principio

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)

ΔU = Q – L  (Primer principio)

donde

ΔU = variación de la energía interna
Q = calor
L = trabajo = Q


Reemplazando
ΔU = Q – Q = 0 

 

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

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

c) ¿Cuánto varía la energía interna de un sistema cerrado que no realiza trabajo y que cede en forma de calor 1000 calorías al medio exterior?

 

ΔU = Q – L

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

Reemplazando
ΔU = - 1.000 cal =  -1.000 cal

 

d) Si ahora el sistema del ítem c) evoluciona entre los mismos estados que antes, pero cediendo al medio exterior en forma de calor 1500 calorías ¿cuánto varía su energía interna? ¿Cuánto trabajo realiza?

 

Evoluciona entre los dos mismos estados de c. 

ΔU (función de estado) = - 1.000 cal

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