FISICA 2

Energía internaPrimero hablaremos de lo que es la energía interna, su concepto general. La magnitud que designa la energía almacenada por un sistema de partículas se denomina energía interna (U) también podríamos decir que la energía interna es el resultado de la contribución de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energías de rotación, traslación y vibración, por lo tanto la energía cinética es una función de estado, es decir su variación entre dos estados es independiente de la transformación que los conecte, solo depende del estado inicial y del estado final

ENERGÍA INTERNA DE UNA GAS IDEAL

Expansión libre de un gas

Gas ideal Grados de libertad

Energía interna Energía cinéticade traslación

Energía cinéticade rotación

Monoatómico f = 3 0

Diatómico f = 5

Triatómico f = 6

Para el caso de un gas ideal puede demostrarse que la energía interna depende exclusivamente de la temperatura, ya en un gas ideal se desprecia toda interacción entre las moléculas o átomos que lo constituyen, por lo que la energía interna no depende de la energía potencial porque la energía potencial asociada es despreciable, esto significa que la energía interna es solo energía cinética, que depende solo de la temperatura, esto se le conoce como la ley de joule

A continuación les mostrare una tabla de la energía interna de las moléculas monoatómicas, diatómicas y triatómicas

Las moléculas monoatómicas solo pueden trasladarse, no puede ser de

rotación porque no tiene brazo de rotación, los monoatómicos son los

gases nobles

Las moléculas diatómicas son aquellos que están formados por

dos átomos del mismo elemento químico, un ejemplo podría ser el aire

(el nitrógeno, hidrogeno y oxigeno)

Las moléculas triatómicas un ejemplo puede ser el dióxido de carbono,

TNK2

3 U B TNK

2

3 E BCT

TNK2

5 U B TNK

2

3 E BCT TNK

2

2 E BCR

TNK2

6 U B TNK

2

3 E BCT TNK

2

3 E BCR

La variación de la energía interna en un proceso termodinámico, será la suma del calor transferido y el trabajo realizado por el mismo

Su fórmula es: ∆Einterna= Q+ W

La variación de energía interna en un proceso termodinámico no depende del camino recorrido, sólo del estado inicial y el final:

∆Einterna =Energía final – Energía inicial

Ejemplo: 4 moles de gas ideal monoatómico aumenta su temperatura desde 20°C hasta 80°C. Calcular la variación de energía

A)600 CALB)720 CALC)500 CALD)730 CALE) 831 CAL

Las moléculas monoatómicas solo pueden trasladarse, no puede ser de

rotación porque no tiene brazo de rotación, los monoatómicos son los

gases nobles

Las moléculas diatómicas son aquellos que están formados por

dos átomos del mismo elemento químico, un ejemplo podría ser el aire

(el nitrógeno, hidrogeno y oxigeno)

Las moléculas triatómicas un ejemplo puede ser el dióxido de carbono,

Tf= 80°C                 ∆Ei= energía final – energía inicial 

To= 20°C                     ∆Ei= 3/2 nRTf – 3/2 nRTo

∆Ei= 3/2 nR(Tf- To)

∆Ei= 32  nR∆T

∆Ei= 32.4. 2.60

∆Ei= 720 cal 

∆T= 80-20 = 60

R= 2 cal/ mol °K