Ejercicios de química resueltos. Termoquímica. Conservación de la energía. Zumdahl 10ed. Problema 6.37

[Regresar a ejercicios de conservación de la energía]

Si la energía interna de un sistema termodinámico aumenta en 300 J mientras se realizan 75 J de trabajo de expansión, ¿cuánto calor fue transferido y en qué dirección: hacia el sistema o desde el sistema?.

Etapa analítica

Iniciamos con: Teorema de la conservación de la energía con los alrededores.

Despejamos el calor del teorema anterior.

\[ \overset{\rightharpoonup}{Q} =\Delta U-\overset{\rightharpoonup}{W} \tag{1}\]

Factor marcado

Los factores marcados también pueden operar como cuasi ecuaciones, pero en lo personal es mas fácil traducir un teorema a factor, en cualquier caso el resultado sería.

\[ (-(\pm trabajo) -\pm E.interna) {\color{Purple} \textbf{J}} =\pm (calor) {\color{Purple} \textbf{J}} \tag{2}\]

\[ (-(-75) +300) {\color{Purple} \textbf{J}} =+375 {\color{Purple} \textbf{J}} \tag{3}\]

La dirección positiva implica la absorción de calor al sistema.

Teorema

Aplicamos el teorema (1) que obtuvimos en la etapa analítica.

\[ \overset{\rightharpoonup}{Q} =(+300-(-75))=375{\color{Purple} \textbf{J}}; \tag{4}\]

La dirección positiva implica la absorción de calor al sistema.

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