Tema: Clase # 4 Primer principio de la termodinámica. + + + + + +

Termodinámica Es la parte de la Física que estudia las leyes mas generales bajo las cuales ocurren los fenómenos térmicos.

W<0 es realizado sobre el Sistema. Proceso mediante el cual la energía se intercambia entre los sistemas mediante la aplicación de fuerzas. Trabajo: W= P .V W<0 es realizado sobre el Sistema. W> 0 es realizado por el Sistema.

P P P1 P1 P2 W W V1 V2 V1 V2

Proceso mediante el cual la energía se intercambia entre los sistemas debido a la diferencia de temperaturas. Calor:

Reduce las unidades térmicas Equivalente mecánico del calor 4,19 J 1 cal 4,19 J/cal Reduce las unidades térmicas en mecánicas

Energía interna ( U ) U = EC + EP Para el caso de un gas ideal U = EC = 3 2 .  . R .T

1era ley de la termodinámica La variación de la energía interna (U ) en el paso de un sistema a otro, más el trabajo realizado por el Sistema ( W ), es igual a la cantidad de calor recibida por el mismo ( Q ). Q = W + U

Q = W + U Q > 0 el calor es absorbido por el sistema. Q < 0 el calor es cedido por el sistema. Si el gas está sometido a un proceso isocórico ( W= 0 ) . Q = 3 2 ..R.T Q = U

Q = W + U Si el gas está sometido a un proceso isobárico ( P = cte ) . Q = 5 2 ..R.T Si el gas está sometido a un proceso isotérmico ( T= cte ) . Q = W

1 2 A B C P V V1 V2 P1 ,V1, T1 P2 ,V2, T2 U = U2 – U1 La energía interna es una función de estado, esta no depende del proceso, sino de los estados inicial y final.

El volumen de un gas pasa a la presión constante de 5 El volumen de un gas pasa a la presión constante de 5.105 N/m2 de 10-2 a 10-1m3 cuando se la suministraron 112 500 J de calor ¿En cuánto varió su energía interna?

Q = W + ∆U ∆U = Q – W (1) W = 5.105 N/m2 (9.10-2m3) Datos Q = W + ∆U P = 5.105 N/m2 ∆U = Q – W (1) V1 = 1.10-2 m3 V2 = 1.10-1 m3 Calculando el trabajo ∆U = ? W = 5.105 N/m2 (10.10-2-1.10-2) m3 W = 5.105 N/m2 (9.10-2m3) W = 45.103 J = 4,5.104 J (2)

Por datos se conoce que: Q = 112 500J (3) Sustituyendo 2 y 3 en 1 ∆U = 11,25.104J - 4,5.104J ∆U = 6,75.104 J

En la figura se representa un ciclo de transformaciones a las que se sometió un gas ideal. ¿En cuál de los procesos del ciclo el trabajo es mayor? a c P1 P1 2 b V V2 V1

Comparar el trabajo en ambos procesos proceso b-c (w = 0) a) P a c Comparar el trabajo en ambos procesos P1 P1 2 b wc-a= ar V V1 2V1 wa-b= at at = 3/4 ar wc-a  wa-b

b)¿Durante el ciclo el gas el gas habrá absorbido o desprendido calor ? P Q = W + ∆U a c P1 Q = Wa-b + Wc-a Q = Wa-b – Wc-a P1 2 b V Q =  0 2V2 V1 El gas cede calor

2)Un gas absorbe 105cal y acumula una energía interna igual a la mitad de ese valor¿ Qué trabajo habrá realizado este gas?

Q = 105 cal = 419 000 J Q = W + ∆U ∆U = ½ Q W = Q – ½ Q W = ? W = ½ Q W = 209 500 J

 a) B+b 2 ∙ h = a c wa-b= at P1 P1 2 P1 P1 2 + b wa-b= ∙ V1 2 V1 2V1 proceso b-c (w = 0) a) P B+b 2 ∙ h = a c wa-b= at P1 P1 2 P1 P1 2 + b wa-b= ∙ V1 V 2 V1 2V1 P1 2 + 3P1 2 1 2 = ∙ wc-a= ar = a ∙ b ar = (2V1 – V1). P1 3P1 4 =  3 4 P1V1 wa-b = wc-a ar =P1V1