Termodinámica Tarea #2

UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ[pic 1][pic 2]

INSTITUTO DE CIENCIAS BÁSICAS

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS Y ESTADÍSTICAS

Termodinámica

 Tarea #2

TEMA:

Primera Ley de termodinámica

ESTUDIANTE  RESPONSABLE:

Holguin Laz Ney Sebastián

PROFESOR GUÍA:

Ing. Manuel Cordova

PARALELO "A"

PERÍODO ACADÉMICO:

Mayo 2021 - Septiembre 2021

PORTOVIEJO – MANABÍ – ECUADOR

2021

Primera ley de termodinámica

Historia y origen

La primera ley de termodinámica fue enunciada por primera vez en el año de 1841 por Julius Robert von Mayer. Es destacable también el hecho de que Mayer fue el primero en comprobar la transformación del trabajo mecánico de en calor y la transformación de calor en energía mecánica. Las primeras declaraciones completas de la ley llegaron en 1850 por parte de Rudolf Clausius y de William Rankine.

Si se quisiera describir la primera Ley de la termodinámica en una sola frase se podría hacer bajo el siguiente enunciado: “La energía total de un sistema aislado, ni se crea ni se destruye, permanece constante”

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Definiciones más importantes

La primera ley de termodinámica es aquella que describe la relación entre trabajo, el calor y la energía interna de un sistema, esta ley se caracteriza por ser otro planteamiento de la llamada conservación de la energía en términos de variables termodinámicas. Se podría decir que relaciona el cambio de energía interna (AU) de un sistema de trabajo (W) efectuado por el mismo sistema y la energía calorífica (Q) transferida a ese sistema o que sea el quien los transmita.

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Ahora bien, en dependencia de las condiciones, la transferencia de calor Q puede generar un cambio de energía interna en el sistema, más sin embargo debido a la transferencia de calor, el sistema a su vez puede efectuar algún tipo de trabajo sobre el entorno. Por  tanto el calor transferido a un sistema podría tener como destino dos posibilidades:

• Un cambio de la energía interna del sistema
• Cambio del trabajo efectuado por el sistema

En consecuencia a lo anteriormente establecido la primera ley de termodinámica se puede describir con la siguiente ecuación:

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Donde: [pic 6]

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La primera ley al expresar el cambio de la energía, que es una variable de estado, en términos de trabajo y el calor que dependen de la trayectoria nos indica que podemos obtener un mismo cambio de energía de un sistema por medio de una infinidad de procesos con diferentes valores de calor y del trabajo. En general se puede establecer que se puede obtener un mismo valor de  con:[pic 10]

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Las relaciones de energía de cualquier proceso termodinámico son descritas en términos de la cantidad de calor Q agregado al sistema y al trabajo W realizado por el, en cuanto a los signos de Q AU y W es importante destacar que pueden ser positivos o negativos tomando en cuenta los siguientes puntos:

• El valor positivo de Q representa flujo de calor hacia el sistema con un suministro de energía correspondiente. Un Q negativo representa en cambio un flujo de calor hacia afuera del sistema
• El valor positivo de W representa trabajo realizado por el sistema contra el entorno, como el de un gas en expansión, y por lo tanto va en correspondencia con la energía que sale del sistema. Un W negativo como el realizado durante la compresión de un gas, cuando el entorno hace un trabajo sobre el gas, en otras palabras representa la energía que entra al sistema
• Q y W dependen no solo de los estados inicial y final, sino también de los estados intermedios, es decir de la trayectoria, mientras que el cambio de energía depende solo de los estados inicial y final

Como se mencionó anteriormente y dada las correspondientes restricciones se puede asegurar que la primera ley de la termodinámica es una consecuencia de la conservación de la energía de los sistemas mecánicos y electrodinámicos, destacando que para llegar a esta relación se lo hizo de una manera completamente fenomenológica es decir con la observación de la fenomenología o eventos relacionados con este método y doctrina filosóficos. 

Esta ley no puede deducirse de ninguna otra, por lo tanto se toma como cierta porque experimental y empíricamente no se ha hallado ningún elemento que no se cumpla. 

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