Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Conservación de la energía. Brown 15ed. Problema. 5.68.a

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Calcula el cambio en la energía interna del sistema y determina si el proceso es endotérmico o exotérmico. Un globo se enfría al eliminarse 0.655 kJ de calor. El globo se contrae al enfriarse, y la atmósfera realiza 382 J de trabajo sobre el globo.

Consideraciones cualitativas.

Como el globo pierde calor, el proceso es exotérmino, y el signo es - al perder energía interna. 

Al contraerse el globo aumenta su energía interna por lo que el trabajo es positivo. Convertiremos el trabajo a kilojulios para que tengamos homogeneidad dimensional.

Etapa anallítica

En este caso es solo elegir el procedimiento correcto que damos en la siguiente definición: Teorema de la conservación de la energía con los alrededores.

recuerda que las unidades en cualquier teorema de sumatorias es factor común a los términos y se puede sacar antes de sustituir los valores triviales.

Factor marcado

$$(\pm calor \pm trabajo) {\color{Purple} \textbf{J}} =\pm E.interna\tag{A}$$

$$(-0.655 + 382\frac{1}{1000}) \, {\color{Purple} \textbf{kJ}} =-0.273 {\color{Purple} \textbf{kJ}} \tag{A.1}$$

Teorema

$$\Delta U = \overset{\rightharpoonup}{Q}+\overset{\rightharpoonup}{W} \tag{B}$$

En la conversión algebraica movemos el separador decimal tres posiciones a la izquierda 382 J = 0.382 kJ

$$\Delta U = \, (-0.655 +0.382)\, {\color{Purple} \textbf{kJ}}= -0.273 {\color{Purple} \textbf{kJ}} \tag{B.1}$$

Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E., Murphy, C. J., Woodward, P. M., & Stoltzfus, M. E. (2022). Chemistry: The Central Science (15th ed.). Pearson.