Energia Y Entropia

Energía interna

Se denomina energía interna (U) de un sistema a la suma de las energías cinética y potencial de todas las partículas que lo componen. Debido a la gran cantidad de partículas involucradas, es imposible medir la energía interna de un sistema, por lo que únicamente pueden medirse las variaciones de la misma.

La variación de la energía interna (U) de un sistema es igual a la suma de la energía suministrada en forma de trabajo (W) más la aportada en forma de calor (Q). Matemáticamente:

Resulta necesario establecer un convenio de signos para la energía intercambiada, en el que se considerará positivo todo intercambio de energía, ya sea en forma de trabajo o de calor, que aumente la energía interna del sistema, y negativo si la disminuye. Así:

• Si el entorno realiza un trabajo sobre el sistema, aumenta la energía interna del sistema y W > 0

• Si el sistema realiza un trabajo sobre el entorno, disminuye la energía interna del sistema y W < 0

• Si el sistema recibe calor del entorno, se calienta, aumenta la energía interna y por tanto Q > 0

• Si el sistema cede calor al entorno, se enfría, la energía interna disminuye y Q < 0

En la imagen siguiente puedes observar gráficamente este convenio:

Los sistemas termodinámicos no se caracterizan por tener trabajo ni calor, sino que tienen energía interna. Trabajo y calor simplemente son las formas de variar su energía interna.

Entropía

Es una magnitud física que, mediante cálculo, permite determinar la parte de la energía que no puede utilizarse para producir trabajo. Es una función de estado de carácter extensivo y su valor, en un sistema aislado, crece en el transcurso de un proceso que se dé de forma natural. La entropía describe lo irreversible de los sistemas termodinámicos.

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