Variación de energía interna a partir de calor, presión y volumen

Datos

• Presión p = 3 bar = 3·10⁵ Pa
• Calor recibido Q = 450 cal = 450·4.184 = 1882.8 J
• Variación de volumen ∆V = 5 L = 5 dm³ = 5·10^-3 m³

Consideraciones previas

• Usaremos el criterio de signos propio de la IUPAC según el cual el trabajo es positivo cuando aumenta la energía interna del sistema

  

Resolución

La variación de energía interna viene dada, según el criterio de signos señalados, por la expresión:

$$∆U=Q+W$$ 

Para determinar el trabajo, aplicamos la expresión del trabajo termodinámico según el criterio de signos utilizado:

$$W=-p·∆V=-3·{10}^5·5·{10}^{-3}=-1500 J$$

Ahora ya podemos calcular la variación de energía interna:

$$∆U=Q+W=1882.8-1500=322.8 J$$ 

En el caso de que se reduzca el volumen en 2 L, la variación es negativa (al ser una reducción), quedándonos:

$$W=-p·∆V=-3·{10}^5·\left(-2·{10}^{-3}\right)=600 J$$

$$∆U=Q+W=1882.8+600=2482.8 J$$