Cambio de energía interna: ΔU = Q − W, gratis

Una calculadora de cambio de energía interna aplica el primer principio de la termodinámica a dos transferencias de energía que usted ya conoce: el calor añadido a un sistema cerrado y el trabajo que ese sistema realiza sobre el entorno. Introduzca Q y W en cualquier unidad de energía coherente—julios, kilojulios o calorías—y la herramienta devuelve ΔU igual a Q menos W, nombres de campo reflejados para delta U, una cadena de fórmula, una interpretación breve del signo de ΔU y la sustitución paso a paso que puede pegar en cuadernos de laboratorio, deberes o pruebas automatizadas.

Qué dice el primer principio sobre ΔU, calor y trabajo

Para un sistema termodinámico cerrado el primer principio afirma que el cambio de energía interna es igual al calor añadido al sistema menos el trabajo realizado por el sistema cuando se usa el convenio habitual de química para el trabajo. En símbolos, delta U es igual a Q menos W. La energía interna U es una función de estado: solo importan los estados inicial y final para ΔU, mientras que Q y W dependen del camino.

El calor es positivo cuando la energía entra al sistema como calor y negativo cuando el calor sale. El trabajo es positivo cuando el sistema se expande o realiza trabajo sobre el entorno y negativo cuando el entorno realiza trabajo neto sobre el sistema, por ejemplo en compresión. Restar W de Q da cuenta de la energía que sale como trabajo.

Profesores y correctores automáticos cuidan tanto los convenios de signo como la aritmética: un estudiante que trate W como trabajo hecho sobre el sistema debe invertir el signo de W antes de usar esta herramienta, porque la fórmula publicada es siempre ΔU igual a Q menos W_by.

Números típicos de aula incluyen absorber quinientos julios de calor mientras se hacen doscientos julios de trabajo de expansión, lo que da ΔU igual a trescientos julios, o liberar calor al ser comprimido, lo que puede producir ΔU positivo o negativo según las magnitudes. La ruta de comprobación recalcula Q menos W con el mismo redondeo fijo usado en los campos publicados, de modo que una respuesta exitosa siempre lleva pasos que puede asertar en pruebas, hojas de trabajo o informes de termodinámica sobre el primer principio.

Consejos prácticos, límites y búsquedas de termoquímica

Mantenga unidades de energía coherentes con su informe: si Q y W están ambos en kilojulios, ΔU está en kilojulios; mezclar julios con kilojulios sin convertir escalará mal la respuesta en silencio porque esta herramienta no convierte unidades. Prefiera enviar números en lugar de cadenas preformateadas cuando controle el cliente; los números en cadena solo se aceptan cuando coinciden con un patrón numérico finito estricto.

Esta página se dirige a quienes buscan una calculadora de cambio de energía interna, primer principio ΔU igual a Q menos W, ayuda de deberes de calor y trabajo, o delta U en línea; no es una herramienta completa de eficiencia de ciclo, no es un integrador de procesos de gas ideal desde caminos P-V y no es un solucionador de temperatura de calorímetro que construye Q a partir de masa y calor específico.

Prefiera esta capacidad cuando ya tenga Q y W bajo el convenio de trabajo del sistema y solo necesite ΔU; si su libro define W como trabajo sobre el sistema, niegue W primero o reordene fuera de línea.