Enunciado

dificultad

Establece, de acuerdo a los dos criterios de signos estudiados, el signo para el calor y el trabajo en los siguientes sitemas termodinámicos:

  1. Una lámina de metal a 80 ºC  se introduce en un recipiente con agua a -10 º (el sistema es la lámina de metal)
  2. Una cinta elástica es estirada bruscamente
  3. Utilizamos el gas de una botella a presión para inflar un neumático con paredes aislantes (el sistema es el gas)

Solución

Consideraciones previas

  • Cuando un proceso se realiza bruscamente, como el caso de la cinta elástica que se estira o el gas que infla el neumático, se considera que el calor intercambiado con el entorno es 0

Resolución

En la siguiente tabla tenemos los signos para el trabajo termodinámico y el calor en cada caso, así como los sus razonamientos empleados

  Calor C. IUPAC Calor C. tradicional Trabajo C.IUPAC Trabajo C. Tradicional
1 Lámina de metal El calor se transfiere del sistema (lámina) al entorno (recipiente) ⇒ Q < 0 El calor se transfiere del sistema (lámina) al entorno (recipiente) ⇒ Q < 0 No hay expansión ni contracción del sistema ⇒ W = 0 No hay expansión ni contracción del sistema ⇒ W = 0
2 Cinta elástica Al ser cambio brusco, Q = 0 Al ser cambio brusco, Q = 0 El sistema se expande ⇒ se realiza un trabajo contra el sistema ⇒ W > 0  El sistema se expande ⇒ se realiza un trabajo contra el sistema ⇒ W < 0
3 Gas inflador Al ser cambio brusco, Q = 0 Al ser cambio brusco, Q = 0 El gas se expande ⇒ el sistema (gas) realiza trabajo contra el entorno (rueda) ⇒ W > 0 El gas se expande ⇒ el sistema (gas) realiza trabajo contra el entorno (rueda) ⇒ W > 0

Observa que, en el caso del calor, los dos criterios de signo coinciden.

No hemos encontrado ninguna fórmula destacable en este ejercicio.