Ejer Ejerci cici cio o de calo calorr esp especif ecifco co calorífca Martínez Plata Jonathan
y
capa capaci cida dad d
Actividad no. 5 Tipo: tarea
Capacidad calorífca: Determina la capacidad calorífica de un cuerpo sabiendo que cuando desprende 5 KJ de calor, su temperatura disminuye 1.85 K. Sabiendo que el cuerpo tiene una masa de 3 k, determina, adem!s, la capacidad calorífica de la sustancia que lo compone. Datos
•
"alor e#traido "alor e#traido del cuerpo$ Q % & 5 KJ % % & 5'1(3 J )*l sino neati+o indica que el calor se transfiere desde el cuerpo al e ntorno
•
•
-umento de temperatura temperatura$$ ∆T % &1.85 k asa del cuerpo: cuerpo : m % 3 kg
Resolución
-plicando la e#presi/n para la capacidad calorífica calorífica del cuerpo, nos queda$
85=2702. 7 C=Q T=−5!103−1. J/" 0or otro lado, la capacidad calorífica nos permite entender como se comporta la sustancia trmicamente, independientemente de la cantidad de masa que tena$
73=900. 9 c=C#=2702. J/"!"$ Calor Especifco: %.& 'Q() cantidad de calor se de*e aplicar a (na *arra de plata de %+ "$ para ,(e eleve s( te#perat(ra a ++-C a /-C0 1atos.& AQ2/ #2%+2%+///$ To2++-C To2++-C T32/-C Ce2./54cal$-C AQ2#CeAT 2 6%+///$76./54cal$-C76/-C&++-C7 2 8544 cal
9nvesti$acin 1e ;a Pri#era Ter#odin<#ica Martínez Plata Jonathan
;ey
1e
;a
Actividad no. = Tipo: 9nvesti$acion
Primer Principio de la Termodinámica >n siste#a ter#odin<#ico p(ede interca#*iar ener$ía con s( entorno en 3or#a de tra*ajo y de calor? y ac(#(la ener$ía en 3or#a de ener$ía interna. ;a relacin entre estas tres #a$nit(des viene dada por el principio de conservación de la energía. Para esta*lecer el principio de conservacin de la ener$ía reto#a#os la ec(acin est(diada en la p<$ina dedicada al est(dio de siste#as de partíc(las ,(e relaciona el tra*ajo de las 3(erzas e@ternas 6 W ext 7 y la variacin de ener$ía propia6>7 :
Bo#*ra#os i$(al a la ener$ía propia ,(e a la ener$ía interna por,(e coinciden? ya ,(e no esta#os considerando la traslacin del centro de #asas del siste#a 6ener$ía cin)tica or*ital7. Por otra parte? el tra*ajo de las 3(erzas e@ternas es el #is#o ,(e el realizado por el $as pero ca#*iado de si$no: si el $as se e@pande realiza (n tra*ajo 6 W 7 positivo? en contra de las 3(erzas e@ternas? ,(e realizan (n tra*ajo ne$ativo y a la inversa en el caso de (na co#presin. Ade#
;(e$o la e@presin fnal ,(eda:
Este en(nciado del principio de conservacin de la ener$ía aplicado a siste#as ter#odin<#icos se conoce co#o Primer Principio de la Termodinámica.
Para aclarar estos conceptos considere#os el si$(iente eje#plo: (n recipiente provisto de (n pistn contiene (n $as ideal ,(e se enc(entra en (n cierto estado A. C(ando desde el e@terior se le s(#inistra calor al $as 6 Q>07 s( te#perat(ra a(#enta y se$Dn la ;ey de Jo(le? s( ener$ía interna ta#*i)n 6UBU A7. El $as se e@pande por lo ,(e realiza (n tra*ajo positivo. El pri#er principio nos da la relacin ,(e de*en c(#plir estas #a$nit(des:
Fi el recipiente t(viera paredes fjas? el $as no podría realizar tra*ajo? por lo ,(e el calor s(#inistrado se invertiría ínte$ra#ente en a(#entar la ener$ía interna. Fi el recipiente est(viera aislado t)r#ica#ente del e@terior 6 Q=07 el $as al e@pandirse realizaría (n tra*ajo a costa de s( ener$ía interna? y en consec(encia esta Dlti#a dis#in(iría 6el $as se en3riaría7.
Forma dierencial del Primer Principio Fi el proceso realizado por el $as es reversi*le? todos los estados inter#edios son de e,(ili*rio por lo ,(e las varia*les ter#odin<#icas est
;a di3erencia de sí#*olos e#pleados para desi$nar la di3erencial del calor? del tra*ajo y de la ener$ía interna representa ,(e la ener$ía interna es (na 3(ncin de estado? #ientras ,(e el calor y el tra*ajo dependen de la trans3or#acin ,(e descri*e (n siste#a.
