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CAPÍTULO 20: PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA 1810 ∆U ∆WCualquier trabajo que el sistema realice se efectúa a expensas de su energía interna. Cualquier trabajo realizado sobreel sistema sirve para incrementar su energía interna.Para un gas ideal que cambia sus condiciones de (P 1, V 1, T 1) a (P 2, V 2, T 2) en un proceso adiabático,donde c pc yse analiza más adelante.yCALOR ESPECÍFICO DE LOS GASES: Cuando un gas se calienta a volumen constante, el calor suministradose traduce en un incremento de la energía interna de las moléculas del gas. Pero cuando un gas se calienta a presiónconstante, el calor suministrado no sólo aumenta la energía interna de las moléculas, sino que también efectúa trabajomecánico al expandir el gas contra la presión constante que se le opone. De aquí que el calor específico de un gas apresión constante, c p, sea mayor que su calor específico a volumen constante, c y. Puede demostrarse que, para un gasideal de masa molecular M,(gas ideal)donde R es la constante universal de los gases. En el SI, R 8 314 Jkmol · K y M está en kgkmol; entonces c pyc ydeben estar en Jkg · K Jkg · ºC. Algunas personas utilizan R 1.98 calmol · ºC y M en gmol, en cuyo casoc py c yestán en calg · ºC.RAZÓN DE CALOR ESPECÍFICO ( c pc y): Como se vio anteriormente, esta razón es mayor que la unidadpara un gas. La teoría cinética de los gases indica que, para gases monoatómicos (por ejemplo, He, Ne, Ar), 1.67.Para los gases diatómicos (aquellos que están firmemente ligados como O 2y N 2), 1.40 a temperaturas ordinarias.EL TRABAJO ESTÁ RELACIONADO CON EL ÁREA en un diagrama P-V. El trabajo efectuado por un fluidoen una expansión es igual al área bajo la curva de expansión en un diagrama P-V.En un proceso cíclico, el trabajo generado por cada ciclo efectuado por un fluido es igual al área encerrada porel diagrama P-V que representa al ciclo.LA EFICIENCIA DE UNA MÁQUINA TÉRMICA se define comoeficiencia salida de trabajoentrada de calorEl ciclo de Carnot es el ciclo más eficiente posible para una máquina térmica. Una máquina que opera de acuerdocon este ciclo entre un depósito caliente (T c) y un depósito frío (T f) tiene una eficienciaEficiencia máx 1T fT cEn esta ecuación deben usarse temperaturas Kelvin.PROBLEMAS RESUELTOS20.1 [I] En cierto proceso, 8.00 kcal de calor se suministran a un sistema mientras éste efectúa un trabajo de 6.00kJ. ¿En cuánto cambió la energía interna del sistema durante el proceso?Se tiene∆Q (8 000 cal)(4.184 Jcal) 33.5 kJ y ∆W 6.00 kJwww.FreeLibros.com