Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Conservación de la energía .Zumdahl 10ed. Problema 6.34

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Calcula ΔE para cada uno de los siguientes casos.

a. q = -47 kJ, w = +88 kJ

b. q = +82 kJ, w = -47 kJ

c. q = +47 kJ, w = 0

d. ¿En cuáles de estos casos el entorno realiza trabajo sobre el sistema?.

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.

Dado que este es un ejercicio en serie, podemos abordarlo de dos maneras principales. Podemos generalizar y resolverlo usando técnicas algebraicas o tablas de datos, lo cual es eficiente para procesos repetitivos. Alternativamente, si preferimos un enfoque más detallado o si las instrucciones lo requieren, debemos resolverlo paso a paso, utilizando factores de conversión o un método de marcado para cada elemento individual

Factor marcado

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

Literal a

\[ (-47+88) \, {\color{Purple} \textbf{kJ}} =+41 {\color{Purple} \textbf{kJ}} \tag{A.1}\]

Literal b

\[ (+82-47) \, {\color{Purple} \textbf{kJ}} =+35 {\color{Purple} \textbf{kJ}} \tag{A.2}\]

Literal c

\[ (+47+0) \, {\color{Purple} \textbf{kJ}} =+47 {\color{Purple} \textbf{kJ}} \tag{A.3}\]

Literal d

El entorno realiza trabajo en el sistema siempre que se comprima, es decir cuando el trabajo es positivo, en el caso 8a).

Teorema

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

Creamos una tabla de datos con cuatro columnas:

caso	\(Q\) (kJ)	\(W\) (kJ)	\(\Delta U\) (kJ)
a	-47	+88	+41
b	+82	-47	+35
c	+47	0	+47

Literal d

El entorno realiza trabajo en el sistema siempre que se comprima, es decir cuando el trabajo es positivo, en el caso 8a).

Zumdahl, S. S., Zumdahl, S. A., & DeCoste, D. J. (2018). Chemistry (10ª ed.). Cengage Learning.