Primera ley de la TERMODINAMICA

PRIMERA LEY DE        LA TERMODINÁMICA

Javier Hernández López

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Como sabemos, la termodinámica estudia el cambio de energía en diferentes formas, su interacción con los equipos, las propiedades de la materia y el uso racional de la energía.

La termodinámica ha sido de gran ayuda para entender varios sucesos en nuestra vida cotidiana e incluso para crear instrumentos en la industria que son de gran utilidad, como por ejemplo las calderas.

Con anterioridad aprendimos sobre la ley cero de la termodinámica, la cual nos menciono al calor como transferencia de energía. Con este punto podemos empezar a comprender sobre la primera ley de la termodinámica, pero antes necesitamos saber sobre algunos conceptos fundamentales.

El primer concepto es sobre la energía. En termodinámica no es fundamental saber sobre la naturaleza de la energía, si no las formas de almacenar y transferir energía. La materia almacena energía de diversas formas. Es difícil establecer categorías definidas de modos o maneras de manifestarse la energía, ya que en cierto sentido el aumento de temperatura nos dice que podremos transferir calor con mayor facilidad, ya que el flujo de calor depende de los gradientes térmicos, pero también el aumento de presión se puede usar para producir un trabajo externo. Aquí tenemos ya instalada la noción de que tanto trabajo como calor son formas de transferir energía o dicho en otras palabras, energía en tránsito. Además existe energía potencial ya que la atracción entre partículas, sea eléctrica o gravitatoria, es un campo potencial si bien de distinta intensidad y por lo tanto conservativo, de modo que ser interconvertible con la energía cinética.

Para mayor comodidad vamos a englobar los términos energía cinética y potencial de partículas en un término que llamaremos U y es la energía interna.

El calor y el trabajo son formas de transferir energía, las formas de energía, las más especiales solo son dos, la energía cinética y la energía potencial. La energía que se transmite en un principio a un sistema, no es la energía total del sistema, ¿que quiere decir esto? Cuando se suministra una energía, esa energía va a ir aumentando o disminuyendo durante el proceso, entonces la energía de salida va a ser diferente a la energía de entrada. Esto se define como balance de energía y se denota con la siguiente ecuación:

E entrada – E salida = ∆E sistema

En donde E entrada es (Energía total que entra al sistema) , E salida significa (Energía total que sale del sistema) y ∆E sistema se refiere a (cambio en la energía total del sistema).

La primera ley de la termodinámica aplica el principio de conservación de energía a sistemas donde la transferencia de calor y hacer un trabajo son los métodos de intercambio de energía dentro y fuera del sistema. La primera ley de la termodinámica establece que el cambio en la energía interna de un sistema, ΔU es igual al calor neto que se le transfiere, Q más el trabajo neto que se hace sobre él, W. En forma de ecuación, la primera ley de la termodinámica es,

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