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Más de la energía interna

Transcripción del video

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 al 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 u para energía interna pero bueno puede pensarlo como el universo de toda la energía del sistema no sólo 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 llegue 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 sólo 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 sólo puede deberse a bueno puede deberse a un buen de cosas pero para nuestro mundo sencillo que vamos a describir ahorita que es digamos tratar con gases que es normalmente lo que uno ve en un primer año de química eso 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 cambiar el signo del trabajo cuando el sistema realiza cierto trabajo y ahí pierde energía pero bueno sólo quiero hacer una discusión aparte de esto porque he decidido escribir lo de esta forma sin la delta del lado derecho y la razón es porque si escribimos esta ecuación que de hecho verán en muchos libros de texto sus maestros en los van a a dar si yo lo hago así al menos se 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 de cv es decir del calor más del doble u esto implica que hay un cierto punto tuve 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 en el calor es de alguna forma o 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 supresión su volumen su temperatura estas son macro son más costosos 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 a poco intuitivo porque sí sí yo te pregunto bueno cuales a que cuales el calor de una taza de café bueno tú me dirás su temperatura porque usamos las dos palabras y sin distinción pero en termodinámica el calor es una transferencia de energía una forma de pensar lo 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 él el calor pesar de algún tipo digamos una transferencia bancaria digamos que el calor sea como una transferencia bancaria más los depósitos los depósitos de cheques a los depósitos de check ahora hace mucho sentido digamos cuál es cuál es mi me valor de mi cuenta bancaria o podría decir cuál es el cambio en el valor de mi que cuenta bancaria ok tomamos dos tiempos distintos y entonces tiene sentido decir que por ejemplo deposite 10 dólares en transferencia bancaria que entonces le agregamos 10 dólares y puedo decir que escribí 20 dólares de cheques entonces le restamos 20 dólares en cuyo caso me cambió en la cuenta bancaria de menos 10 dólares ahora lo que tiene sentido para mí es es cuál es el cambio en la transferencia bancaria es decir 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 eso no puedes decir que hay un una diferencia en una transferencia hay una no hay un cambio en las transferencias bancarias verdad aquí por ejemplo en los depósitos de cheque tampoco verdad entonces si yo hice diez una transferencia bancaria de 10 dólares y depositar 20 dólares en cheques al final tuve un cambio en mí 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 a una a una si introducimos retiramos cantidad de energía de nuestra cuenta de energía pero bueno no podemos decir en sí cuánto calor tiene un sistema eso es algo que no está dentro de él no es una variable no es una variable del sistema tienes 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 el sistema pero no vamos a hablar de eso ahora no podemos decir cuanto a trabajo ahí en un sistema no podemos decir al sistema tiene xd de trabajo sino el sistema hace o recibe trabajo que es por eso la energía el sistema puede usar como trabajo calor en fin como muchas cosas pero no podemos decir cuánto de esto hay ok no son variables o funciones de dado con esto dicho y con esto que sea nuestra definición de energía interna quiero que hagamos algunos problemas para que se sientan cómodos con con esta expresión y mi objetivo va a ser saber cómo usar el maxwell 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 de cero y para fines de este ejercicio voy a pensar que 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 hace hace a 10 llull 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 pensar lo 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 llull de energía que salen en forma de trabajo si la energía interna no cambió entonces esencialmente estos 10 llull 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 llull que salieron entonces diez 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 y el jules como calor tales 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 valor agregado 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 que en este ejercicio el trabajo hecho por el este por el sistema fue hecho por el sistema es decir sacó energía a través de de calor verdad entonces en sí en este caso el trabajo fue hecho por el sistema y de hecho lo hizo de de 10 jules entonces se le restan porque pierde energía y entonces resolvemos en la ecuación para q y tenemos que diez es igual a cuba 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 caló verdad el calor fue agregado en este caso el sistema tenía 10 positivo de calor verdad entonces fue agregado el calor y el sistema tiene trabajo hecho es decir el sistema hace trabajo entonces tiene signo negativo si hacemos un trabajo sobre el sistema entonces es positivo ahora delta ueshiba la cv - el trabajo aquí es cuando el trabajo está hecho por el sistema que en este caso es el que teníamos verdad otra vez esto es igual a cero y cero es igual a q es el calor agregado al sistema - el trabajo hecho el trabajo hecho por el sistema como les dije al inicio el problema era de 10 jules verdad 10 news de trabajo entonces tenemos menos 10 jules y tenemos la misma expresión que teníamos a cara arriba verdad y eso nos deja que diez es igual a cu de cualquier forma el calor ha agregado al sistema es de 10 jul vamos a hacer uno más digamos que no sé qué que cinco jules 5 jules de calor fueron de calor ok fueron quitados del sistema no sé a lo mejor se enfrío que selló 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 que se dio entonces cuál es nuestro cambio en la energía interna ok entonces vamos a figurarnos cuál es el cambio así que si yo quite 5 jules de calor es decir tengo menos cinco verdad y t5 y un si luego tengo un joule de trabajo hecho en el sistema sobre el sistema entonces tengo menos cinco y le sumó 1 verdad que entonces tengo menos cuatro entonces tuvimos un cambio en la energía interna de -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 cuatro ahora podría haber escrito esta misma fórmula como del tau el cambio en la energía interna es igual a al calor agregado al sistema - el trabajo que hace pero en cualquiera de estos dos casos éste espero 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 del el calor es menos cinco y menos el trabajo que el sistema hace esto es cuánto cuánto hace el trabajo cuando hace trabajo el sistema bueno el sistema tiene yul de trabajo hecho sobre del entonces hizo un trabajo negativo verdad menos -1 y quiero ser claro cuando usamos esta fórmula este es el trabajo hecho por el sistema este hecho el trabajo hecho hacia el sistema entonces el sistema tenía trabajo hecho sobre el sistema es decir que tiene un signo negativo verdad nos deshaga lo que sea intuitivo para ustedes para mí es más fácil pensar en esta fórmula simplemente estoy ejerciendo un trabajo sí lo estoy haciendo para el sistema entonces el el signo positivo pero da igual si el calor lo estoy agregando el signo es positivo nos vemos en el próximo