Trabajo y calor

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Como se vio en la publicación “Primera Ley de la termodinámica”, una forma sencilla de expresar la primera ley es mediante el calor y el trabajo:

ΔE= q + w

El trabajo se define como una fuerza F multiplicada por una distancia (w= F*d). Pero en química se incluye también el trabajo mecánico, trabajo eléctrico (una batería suministra electrones a la lámpara de una linterna), entre otros.

Si observamos un gas contenido en un cilindro con pistón móvil, que no pesa ni ejerce presión; bajo ciertas condiciones de presión, temperatura y volumen, cuando el gas se expande, empuja el pistón hacia arriba realizando un trabajo sobre los alrededores:

w= -P*ΔV

Como el volumen aumenta, el w es negativo. El signo menos, surge del convenio de signos para el trabajo. Cuando el gas se contrae, se realiza un trabajo sobre el sistema, el volumen disminuye (menor que cero) y el trabajo es positivo.

Debe tenerse en cuenta que el trabajo no es una función de estado. Es decir, su valor depende tanto de las condiciones iniciales y finales, como de la forma en que se llevó adelante el proceso.

Al igual que el trabajo, el calor no es una función de estado. Pero debe tenerse presente que E si es una función de estado; por ende (w + q) debe mantenerse constante, para que E se mantenga constante. El calor y el resumen no son funciones de estados porque nos son propiedades de un sistema. Se manifiestan solo durante un proceso (un cambio), así sus valores dependen de la ruta que sigue el proceso.



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