Criterio de signos para el calor y el trabajo en termodinámica
Enunciado
dificultad
Establece, de acuerdo a los dos criterios de signos estudiados, el signo para el calor y el trabajo en los siguientes sitemas termodinámicos:
- Una lámina de metal a 80 ºC se introduce en un recipiente con agua a -10 º (el sistema es la lámina de metal)
- Una cinta elástica es estirada bruscamente
- Utilizamos el gas de una botella a presión para inflar un neumático con paredes aislantes (el sistema es el gas)
Solución
Consideraciones previas
- Cuando un proceso se realiza bruscamente, como el caso de la cinta elástica que se estira o el gas que infla el neumático, se considera que el calor intercambiado con el entorno es 0
Resolución
En la siguiente tabla tenemos los signos para el trabajo termodinámico y el calor en cada caso, así como los sus razonamientos empleados
| Calor C. IUPAC | Calor C. tradicional | Trabajo C.IUPAC | Trabajo C. Tradicional | |
| 1 Lámina de metal | El calor se transfiere del sistema (lámina) al entorno (recipiente) ⇒ Q < 0 | El calor se transfiere del sistema (lámina) al entorno (recipiente) ⇒ Q < 0 | No hay expansión ni contracción del sistema ⇒ W = 0 | No hay expansión ni contracción del sistema ⇒ W = 0 |
| 2 Cinta elástica | Al ser cambio brusco, Q = 0 | Al ser cambio brusco, Q = 0 | El sistema se expande ⇒ se realiza un trabajo contra el sistema ⇒ W > 0 | El sistema se expande ⇒ se realiza un trabajo contra el sistema ⇒ W < 0 |
| 3 Gas inflador | Al ser cambio brusco, Q = 0 | Al ser cambio brusco, Q = 0 | El gas se expande ⇒ el sistema (gas) realiza trabajo contra el entorno (rueda) ⇒ W > 0 | El gas se expande ⇒ el sistema (gas) realiza trabajo contra el entorno (rueda) ⇒ W > 0 |
Observa que, en el caso del calor, los dos criterios de signo coinciden.
No hemos encontrado ninguna fórmula destacable en este ejercicio.
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