Energía Interna
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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