Balance De Energía Sin Reacción Química

a. Primera ley de termodinámica
También conocida como principio de conservación de la energía para la termodinámica , establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.
En palabras llanas: "La energía ni se crea ni se destruye: Solo se transforma".
Visto de otra forma, esta ley permite definir elcalor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1824, en su obra Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia, en la que expuso los dos primeros principios de la termodinámica. Esta obra fue incomprendida porlos científicos de su época, y más tarde fue utilizada por Rudolf Clausius y Lord Kelvin para formular, de una manera matemática, las bases de la termodinámica.
La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:

Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma:

Donde U es la energía interna del sistema(aislado), Q es la cantidad de calor aportado al sistema y W es el trabajo realizado por el sistema.
Esta última expresión es igual de frecuente encontrarla en la forma ∆U = Q + W. Ambas expresiones, aparentemente contradictorias, son correctas y su diferencia está en que se aplique el convenio de signos IUPAC o el Tradicional (véase criterio de signos termodinámico).
Permitase que unsistema cambie de un estado inicial de equilibrio, a un estado final de equilibrio, en un camino determinado, siendo el calor absorbido por el sistema y el trabajo hecho por el sistema. Después calculamos el valor de. A continuación cambiamos el sistema desde el mismo estado hasta el estado final, pero en esta ocasión por un camino diferente. Lo hacemos esto una y otra vez usando diferentes caminosen cada caso. Encontramos que en todos los intentos es la misma. Esto es, aunque y separadamente dependan dl camino separado, no depende, en lo absoluto de cómo pasamos el sistema del estado al estado, si no solo de los estados inicial y final (de equilibrio)


b. Capacidad calorífica
La capacidad calorífica de un cuerpo, es la cantidad de calor, , que dicho cuerpo absorbe cuando sutemperatura aumenta un grado (o la que cede al disminuir su temperatura un grado). Si un cuerpo pasa de una temperatura a otra , intercambiando para ello una cantidad de calor , se tiene:

y por lo tanto se tiene también:



Capacidad calorífica

de un cuerpo es el cociente entre la cantidad de energía calorífica transferida a uncuerpo o sistema en un proceso cualquiera y elcambio de temperatura que experimenta. En una forma menosformal es la energía necesaria para aumentar 1 K la temperatura de una determinada cantidad de unasustancia, (usando el SI). Indica la mayor o menor dificultad que presenta dicho cuerpo para experimentar cambios de temperatura bajo el suministro de calor. Puede interpretarse como una medida de inercia térmica.Es una propiedad extensiva, yaque su magnitud depende, no solo de la sustancia, sino también de lacantidad de materia del cuerpo o sistema; por ello, es característica de un cuerpo o sistema particular. Por ejemplo, la capacidad calorífica del agua de una piscina olímpica será mayor que la de un vaso de agua. Engeneral, la capacidad calorífica depende además de la temperatura y de la presión.
La capacidad calorífica no debeser confundida con la capacidad calorífica específica o calor específico, elcual es la propiedad intensiva que se refiere a la capacidad de un cuerpo «para almacenar calor», y es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa del objeto. El calor específico es una propiedad característicade las sustancias y depende de las mismas variables que la capacidad calorífica.

Medida de la...