Primera Ley de la Termodinámica

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En “Experimentos de Joule – Energía interna”, se mostró como se llegó a la conclusión de que tanto el calor como la energía interna son formas de energía, y también se comenzó a visualizar lo que sería la ley madre de la conservación de la energía.

Esta ley, conocida como la Primera Ley de la Termodinámica, establece que:

La cantidad total de energía es constante aunque adopte diferentes presentaciones;

cuando desaparece una forma de energía, surge simultáneamente con otra apariencia.

Al aplicar la ley a un proceso dado se lo debe separar en sistema y alrededores. El primero se refiere a la parte en la que ocurre el proceso; todo lo demás constituye los alrededores. La frontera entre ambos puede ser real o imaginaria, rígida o flexible.

En su forma básica, la primera ley se expresa como:

Δ(energía del sistema) + Δ(energía de los alrededores)= 0

El calor y el trabajo se conocen como energías en tránsito (no se almacenan), ya que se intercambian entre el sistema y los alrededores. La energía se almacena en sus formas cinética, potencial e interna.

Si la frontera del sistema no permite la transferencia de masa entre el sistema y los alrededores, se dice que el sistema es cerrado. Para estos sistemas, toda le energía que intercambia el sistema y los alrededores a través de la frontera se transfiere en forma de energía y trabajo.

Δ(energía de los alrededores)= +/- Q +/- W

El signo empleado con Q y W dependen del sentido de la transferencia que se tome como positivo.

Δ(energía del sistema)= ΔU + ΔEc + ΔEp

ΔU + ΔEc + ΔEp= +/- Q +/- W

Se considera que el valor numérico del calor es positivo cuando se transfiere de los alrededores al sistema, y que el valor numérico del trabajo es positivo en el sentido opuesto.

ΔU + ΔEc + ΔEp= Q – W

En palabras, la ecuación anterior establece que la energía total del sistema es igual al calor agregado al sistema menos el trabajo realizado por éste.






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