Energía interna

7.      Responde razonadamente a las siguientes cuestiones:

a)  Calentamos el gas de un cilindro metálico vertical dotado de un pistón de 3 kN de peso y el pistón se desplaza 20 cm. Considerando que el calor absorbido por el gas es de 40 J, calcula la variación de energía interna del gas.

b)  ¿Qué significado físico tiene la energía interna de un sistema?

c)   ¿Qué significa que la energía interna es una función de estado?

d)  ¿Se puede determinar la energía interna de un sistema?

a)  Otra manera de calcular el trabajo es multiplicando la fuerza, en este caso la que realiza el gas, por la distancia que actúa esta fuerza. Por supuesto, debemos tener la fuerza en newtons y el desplazamiento en metros, para obtener el trabajo en julios:

Sabiendo que el sistema absorbe 40 J, ese calor será positivo, utilizamos el primer principio para calcular la energía interna:

Como vemos, la energía interna del gas disminuye en 560 J.

b)  La  energía  interna  de  un  sistema  incluye todas las formas de energía, y se puede considerar como la suma de las energías potencial y cinética de las moléculas que forman parte del sistema.

c)   No  se  puede  determinar  el  valor absoluto de la energía interna de un sistema. Pero sí se puede determinar, de forma experimental, la variación de energía interna cuando el sistema experimenta una transformación.