Termodinàmica
2. 1r principi de la termodinàmica
L'energia interna d'un cos és l'energia que té gràcies a la seva activitat molecular. Quan per exemple un cos cau a terra, l'energia potencial que tenia abans de la caiguda s'haurà transformat en energia interna o tèrmica del cos, fent vibrar i augmentant
l'energia de les seves molècules.
El
1r principi de la termodinàmica o principi de conservació de l’energia ens diu que els sistemes aïllats amb transformacions energètiques mantenen invariable l’energia total, per tant que l'energia total es conserva. Llavors, si considerem un sistema
aïllat, el 1r principi de la termodinàmica es pot formular com:
ΔU = Q - W
ΔU: variació d'energia interna (J)
Q: calor que entra (+) o surt (-) del sistema (J)
W: treball realitzat (+) o rebut (-) pel sistema (J)
|
Exemple 1 Un recipient aïllat té un volum de 3 litres d’aigua i es deixa caure des d’una alçada de 100 m. Si la temperatura inicial de l’aigua és de 20ºC, determineu la variació d’energia interna i la temperatura final de l'aigua.
Segons el 1r principi
Per determinar la temperatura després de l’impacte quan tota la energia cinètica s’hagi transformat en calor del cos: |
(W = Ep)
; Com Q=0:
|
Exemple 2
Un cilindre conté un
volum=10 litres d’aigua a 18 0C.
El conjunt es col·loca sobre una petita estufa que l’escalfa. En
aquest procés es transfereix a l’aigua una quantitat de calor Q1=
100 kJ, mentre que a través de les parets es perden Q2=25
kJ. L’èmbol quan puja a conseqüència de la dilatació de l’aigua
fa un treball W =15 kJ. Determineu la variació d’energia interna i
la temperatura final sabent que el Ce=4,18kJ
∕ kg.0C.
Seguint el mateix procediment que a l'exemple anterior: |
