Transferencias de energía U.1 La energía A.03 Cálculos de variación de energía interna
Variación de energía interna debido al aumento de temperatura: Calcula la energía mínima necesaria para que un joyero funda 15 g de oro que están a 20 ºC. Variación de energía interna debido al aumento de temperatura: ∆E = m ce (tf – ti) ∆E = 15 g · 0,03 · (1064 ºC – 20 ºC) = 469,80 cal Variación de energía interna debido a la fusión del oro: ∆E = 15 g · 15 = 225 cal La variación de energía interna total: ∆E = 469,80 + 225 = 694,80 cal cal gºC cal g
Variación de energía interna debido a ebullición del agua: En un horno a temperatura constante de 300 ºC se introducen 10 g de agua que se encuentran a 20 ºC. Calcula el aumento de energía interna del agua si la dejamos tiempo suficiente para alcanzar el equilibrio térmico. El agua líquida pasa de 20 ºC a 100 ºC. Hierve cambiando de estado y luego en estado gaseoso pasa de 100 ºC hasta alcanzar los 300 ºC. Variación de energía interna debido al aumento de temperatura: ∆E = m ce (tf – ti) ∆E = 10 g · 1 · (100 ºC − 20 ºC) + 10 g · 0,45 · (300 ºC − 100 ºC) = 1700 cal Variación de energía interna debido a ebullición del agua: ∆E = 10 g · 540 = 5400 cal La variación de energía interna total: ∆E = 1700 cal + 5400 cal = 7100 cal cal gºC cal gºC cal g
Variación de energía interna debido a la solidificación del agua: En un congelador a −18 ºC se introducen 1,2 L de agua a 22 ºC. Calcula la variación de energía interna del agua si la dejamos tiempo suficiente para alcanzar el equilibrio térmico. El agua líquida pasa de 22 ºC a 0 ºC. Solidifica, cambiando de estado, y luego en estado sólido pasa de 0 ºC hasta alcanzar los −18 ºC. Variación de energía interna debido al cambio de temperatura: ∆E = m ce (tf – ti) ∆E = 1200 g · 1 · (0 ºC − 22 ºC) + 1200 g · 0,50 · (−18 ºC − 0 ºC) = −37200 cal Variación de energía interna debido a la solidificación del agua: ∆E = 1200 g · −80 = −96000 cal La variación de energía interna total: ∆E = −37200 cal − 96000 cal = −133200 cal = −556776 J cal gºC cal gºC cal g