Más de la energía interna

en el último vídeo definimos la energía interna literalmente como la energía de todo el sistema y eso es digamos una versión todo incluido verdad digamos que tengo aquí mi sistema en algún tipo de contenedor y un montón de partículas ahí dentro literalmente es la suma de la energía cinética de todas esas partículas y tuvieran energía potencial también lo metemos potencial eléctrico lo metemos si tuvieran enlaces entre cada una de estas partículas y la energía de cada enlace también lo metemos es todo incluido y bueno como les dije es poco intuitivo porque usamos la uv para energía interna pero bueno pueden pensarlo como el universo de toda la energía del sistema no solo para memorizarlo no se claven mucho en eso pero bueno esta es la energía interna energía interna y si me muestran un sistema tiene cierta energía interna ok es una función de su estado no no me importa cómo llegué a ese estado pero si me dices a lo mejor que un sistema está en cierto estado digamos que es con cierta presión cierto volumen o cierta temperatura yo te puedo decir cuál es la energía interna especialmente si tú me dices el tipo de molécula que tengo ahora también dijimos en el último vídeo que debido a que la energía interna es energía del sistema no puede crearse ni destruirse solo se puede transformar de una forma a otra ok entonces si tengo un cambio en la energía interna si tengo un cambio en la energía interna solo puede deberse a bueno puede deberse a un buen de cosas pero para nuestro mundo sencillo que vamos a describir ahorita que digamos tratar con gases que es normalmente lo que uno ve en un primer año de química esto va a ser por el calor agregado al sistema más el trabajo hecho en el sistema hacia el sistema y como dije en el último vídeo a veces podemos cambiarle el signo del trabajo cuando el sistema realiza cierto trabajo y ahí pierde energía pero bueno solo quiero hacer una discusión aparte de esto porque he decidido escribirlo de esta forma sin las deltas del lado derecho y la razón es porque si escribimos esta ecuación que de hecho verán en muchos libros de texto sus maestros se los van a dar sí sí yo lo hago así al menos me clarifica las ideas de lo que el calor y el trabajo están haciendo respecto a la energía interna si escribiera yo del tabú iguala al ala delta delta del cubo es decir del calor más delta w esto implica que hay en cierto punto tuve y tuve cierta cantidad de calor en el sistema y después tuve una cantidad distinta de calor y tomé la diferencia entre esos dos estados verdad tuve un cambio en el calor eso implica que el calor es de alguna forma un un macro estado inherente del sistema y ese no es el caso ok si vemos por ejemplo este sistema les puedo decir cuál es la energía interna de este sistema y les puedo decir su presión su volumen su temperatura estas son macro esto son macro estados del sistema no sé cómo llegué a esta situación pero te puedo decir de ello estas variables no te puedo decir cuál es el calor del sistema y eso puede ser un poco poco intuitivo porque sí si yo te pregunto bueno cuál es cuál es el calor de una taza de café bueno tú me dirás su temperatura porque usamos las dos palabras sin distinción pero en termodinámica el calor es una transferencia de energía una forma de pensarlo es si la energía interna es digamos una una cuenta bancaria digamos que pensemos en el cambio en la cuenta la cuenta bancaria cuenta bancaria y en realidad es como una una cuenta bancaria de energía del sistema si tenemos un cambio en tu cual en tu cuenta bancaria puede deberse a depósitos o retiros verdad y el calor y el trabajo son como depósitos y retiros en el sistema entonces el el calor pues de algún tipo digamos una transferencia bancaria digamos que el calor sea como una transferencia bancaria más los depósitos los depósitos de cheque los depósitos de cheque ahora hace mucho sentido digamos cuál es mi valor de mi cuenta bancaria o podrías decir cuál es el cambio en el valor de mi cuenta bancaria ok tomamos dos tiempos distintos y entonces tiene sentido decir que por ejemplo deposite diez dólares en transferencia bancaria ok entonces le agregamos diez dólares y puedo decir que escribir veinte dólares de cheques entonces le restamos veinte dólares en cuyo caso me cambio en la cuenta bancaria de menos diez dólares ahora lo que tiene sentido para mí es es cuál es el cambio en la transferencia bancaria es decir no no no cobra mucho sentido digamos inicialmente tenía 100 entonces ahora tengo 90 entonces cuando hice una transferencia bancaria la transferencia bancaria no cambia es decir esto es un valor que yo tomé que fue un cambio de un punto a otro pero es no no puedes decir que hay una diferencia en una transferencia hay una no hay un cambio en las transferencias bancarias verdad aquí por ejemplo en los depósitos del cheque tampoco verdad entonces si yo hice 10 una transferencia bancaria de 10 dólares y deposite 20 dólares en cheques al final tuve un cambio en mi cuenta de 10 dólares ok entonces esencialmente el calor y el trabajo funcionan de la misma forma ok entonces el calor puede pensarse como una una una si introducimos o retiramos cantidad de energía de nuestra cuenta de energía pero bueno no podemos decir en si cuánto calor tiene un sistema eso es algo que no está dentro del no es una variable no es una variable del sistema tiene esa energía interna lo más cercano al calor y que veremos en un vídeo futuro dental pía que esencialmente es una forma de medir cuánto calor está en él pero no vamos a hablar de eso ahora no podemos decir cuánto trabajo hay en un sistema no podemos decir ah el sistema tiene x de trabajo si no el sistema hace o recibe trabajo que es por eso la energía del sistema puede usar como trabajo calor en fin como muchas cosas pero no podemos decir cuánta voz de esto hay ok no son variables o funciones de estado con esto dicho y con esto que sea nuestra definición de energía interna quiero que hagamos algunos problemas para que se sientan cómodos con esta expresión y mi objetivo va a ser saber cómo usar el más o el menos cuando hablamos de trabajo ok entonces vamos a pensar qué es lo que está ocurriendo más que memorizar la fórmula entonces digamos que tengo un globo digamos que no tuviera yo ningún cambio en la energía interna es decir que nuestro cambio en la energía interna es cero y para fines de este ejercicio voy a pensar que las partículas digamos todo todo el cambio se debe a una expansión en el globo ok voy a hacer un poquito más voy a trabajar en esto de expansión en el siguiente vídeo pero digamos que el sistema se hace a 10 jules de trabajo por expanderse 10 jules de trabajo mi pregunta es cuánto calor tuve que agregar o tomar del sistema cuánto calor tuve que agregar o quitar entonces la forma en que puedo pensarlo es digamos si escribimos la fórmula puedes decir me da la energía interna la energía interna del sistema no ha cambiado y el sistema hizo 10 dulce trabajo es decir eso es energía que sale del sistema son 10 jules de energía que salen en forma de trabajo si la energía interna no cambió entonces esencialmente estos 10 hits de energía tuvieron que haber entrado también al sistema 10 jules tuvieron que haber entrado para que no cambie la energía interna verdad es decir para compensar los 10 goles que salieron entonces 10 goles tuvieron que entrar es la es la única forma en que la energía interna se mantenga igual verdad entonces tienen que entrar como calor 10 jules como calor sale fueron agregados al sistema de esta forma y vamos a ver esto desde el punto de vista de la fórmula si teníamos delta o igual al calor agregado déjenme ponerlo con este color calor agregado más el trabajo hecho por el sistema entonces tendríamos ok si esto era igual a cero entonces el calor agregado al sistema recordemos en este en este ejercicio el trabajo hecho por él es éste por el sistema fue hecho por el sistema es decir sacó energía a través de calor verdad entonces en sí en este caso el trabajo fue hecho por el sistema y de hecho lo hizo de 10 entonces se le restan porque pierde energía y entonces resolvemos en la ecuación para q y tenemos que 10 es igual a q verdad sumando 10 de ambos lados de la igualdad pero bueno esto puede ser un poco confuso a veces pero bueno simplemente decimos si el calor fue agregado al sistema de esta forma o tomado entonces es que podemos determinar los signos del calor verdad el calor fue agregado en este caso el sistema tenía 10 positivo de calor verdad entonces fue agregado el calor si el sistema tiene trabajo hecho es decir el sistema de hace trabajo entonces tiene signo negativo si hacemos un trabajo sobre el sistema entonces es positivo ahora del tabú es igual a q - el trabajo aquí es cuando el trabajo está hecho por el sistema ok en este caso es el que teníamos verdad otra vez esto es igual a 0 y 0 es igual a q que es el calor agregado al sistema menos el trabajo hecho el trabajo hecho por el sistema como les dije al inicio del problema era de 10 jules verdad 10 jules de trabajo entonces tenemos menos 10 llull si tenemos la misma expresión que teníamos sacar arriba verdad y eso nos deja que 10 es igual aquí de cualquier forma el calor agregado al sistema es de 10 juntos vamos a hacer uno más digamos que no sé qué que 5 jules 5 jules de calor fueron de calor aunque ya fueron quitados del sistema no sé a lo mejor se enfrío qué sé yo pero con tomados del sistema y digamos que un joule de trabajo tenemos un joule de trabajo hecho sobre el sistema quizás porque estamos comprimiendo el globo o qué sé yo entonces cuál es nuestro cambio en la energía interna ok entonces vamos a figurar nos cuál es el cambio así que sí sí yo quité 5 jules de calor desde es decir tengo menos 5 verdad quite 5 jules y luego tengo un joule de trabajo hecho en el sistema sobre el sistema entonces tengo menos 5 y le sumó 1 verdad que entonces tengo menos 4 entonces tuvimos un cambio en la energía interna de menos 4 verdad esto es igual a el calor agregado o tomado del sistema más el trabajo hecho por o hecho sobre el sistema en este caso tenemos que el calor fue tomado entonces tiene signo negativo y es de 5 más el trabajo hecho sobre el sistema es decir aplicamos un trabajo en el sistema de un joule entonces le agregamos energía y nos da menos 4 ahora podría haber escrito esta misma fórmula como del tau el cambio en la energía interna es igual al calor agregado al sistema menos el trabajo que hace pero en cualquiera de estos dos casos éste es pero no te confundas realmente hay que tener muy claro qué es lo que estamos diciendo con estas fórmulas más que memorizar las verdad en este caso él el calor es menos 5 y menos el trabajo que el sistema hace esto es cuánto cuánto hace cuánto hace trabajo el sistema bueno el sistema tiene un joule de trabajo hecho sobre de él entonces hizo un trabajo negativo verdad entonces es menos -1 y quiero ser claro cuando usamos esta fórmula este es el trabajo hecho por el sistema esto es hecho el trabajo hecho hacia el sistema entonces el sistema tenía trabajo hecho sobre el sistema quiere decir que tiene un signo negativo verdad entonces hagan lo que sea intuitivo para ustedes para mí es más fácil pensar en esta fórmula simplemente estoy ejerciendo un trabajo si lo estoy haciendo para el sistema entonces el signo es positivo verdad igual si el calor lo estoy agregando el signo es positivo nos vemos en el próximo