QUÍMICA II PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA Marzo 2021 La Primera Ley de la Termodinámica, también conocida como Principio de la Conservación de la Energía en Termodinámica establece que: Cualquier cambio en la energía de un sistema es igual al calor añadido al sistema más el trabajo realizado sobre el mismo Esto se traduce en: ΔE = q + w (Cambio de la energía del sistema= calor agregado al sistema + trabajo realizado sobre el sistema) La fórmula anterior se suele escribir: ΔU = Q + W donde U es la Energía Interna del sistema que resulta de la energía cinética de las moléculas y de la energía potencial de sus uniones. • • • • Q es + cuando el sistema absorbe energía en forma de calor Q es - cuando el sistema libera energía en forma de calor W es + cuando el sistema absorbe energía al aplicársele trabajo W es - cuando el sistema libera energía al efectuar trabajo Nota: este criterio de signos puede variar según los autores. Esta Primera Ley o Principio de la Termodinámica fue establecida formalmente por Clausius y Kelvin entorno a 1850. a) Calcular el calor que absorbe o libera un sistema cuando se realiza sobre el un trabajo de 500 KJ si su energía interna aumenta 3000 KJ. b) Supongamos que el sistema anterior es un gas que se mantiene a presión atmosférica constante. Calcular la variación de volumen que se ha producido. Solución: a) aplicamos el primer principio de la termodinámica: ΔU = Q + W ΔU = + 3000 KJ W = + 500 KJ Entonces: Q = ΔU - W = 3000 KJ - 500 KJ = 2500 KJ b) ΔW = P · ΔV ΔW= + 500J P = 1 atmósfera = 101325 pascales -3 3 Entonces ΔV = 500 J / 101325 pascales = 4.9 x 10 m ¿Cuál es el incremento en la energía interna de un sistema si se le suministran 700 calorías de calor y se le aplica un trabajo de 900 Joules? El problema indica que se le están suministrando 700 calorías de calor, eso quiere decir que Q será positivo, por otra parte nos dice que al sistema se le aplicará un trabajo de 900 Joules, aquí el signo de W tendrá que ser negativo, puesto que se la están aplicando al sistema. Vamos a convertir las 700 calorías de calor en Joules. 700 cal x 4.2 J = 2940 J 1 cal Q= U + W Despejando U U= Q - W U= 2940 J - (-900 J)= 2940 + 900= 3840 J
