Energia total de un sistema termodinamico

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  • Publicado : 6 de diciembre de 2010
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Energía total de un sistema termodinámico
La energía total de un sistema termodinámico se puede definir como la suma de cada uno de los tipos de energías que actúan en el sistema.
La energía total de un sistema termodinámico es igual a la suma de la energía interna más la energía potencial más la energía cinética.
Explicare cada una a detalle:
Energía interna
Se denomina energía interna delsistema a la suma de las energías de todas sus partículas. En un gas ideal las moléculas solamente tienen energía cinética, los choques entre las moléculas se suponen perfectamente elásticos, la energía interna solamente depende de la temperatura.
La energía interna es una función de estado, es decir, una función de las variables termodinámicas que son necesarias para definir el estado delsistema. Para un sistema homogéneo, de composición constante, la energía interna puede tomarse como una función de sólo dos cualesquiera de las variables termodinámicas.
Por ejemplo si tomamos U = f ( T,V), para una transformación infinitesimal, o sea cuando los estados inicial y final están infinitamente próximos, la variación de energía interna será una diferencial exacta ya que es la diferencial deuna función real. Matemáticamente se podría escribir entonces:

Como la energía interna de un sistema depende evidentemente de la cantidad de sustancia contenida en el sistema, será una propiedad extensiva, como ya se ha definido. Cualquier variación de la masa del sistema provocará una variación de su
energía interna.
Por el mismo motivo, el incremento de energía interna ΔU para un proceso,depende de la cantidad de sustancia contenida en el sistema que sufre la transformación.
La energía interna se puede dividir en diferentes tipos de energías:
La energía química
Es la energía que tiene la materia en virtud de su estructura interna, y que almacenan los combustibles, como la madera, el carbón o los derivados del petróleo. Es también la energía que almacenan las pilas y lasbaterías.
La energía nuclear
La energía nuclear es la energía que se libera espontánea o artificialmente en las reacciones nucleares. Sin embargo, este término engloba otro significado, el aprovechamiento de dicha energía para otros fines como, por ejemplo, la obtención de energía eléctrica, térmica y mecánica a partir de reacciones nucleares, y su aplicación, bien sea con fines pacíficos o bélicos.Estas reacciones se dan en los núcleos de algunos isótopos de ciertos elementos químicos, siendo la más conocida la fisión del uranio-235 (235U), con la que funcionan los reactores nucleares, y la más habitual en la naturaleza, en el interior de las estrellas, la fusión del par deuterio-tritio (2H-3H).
El calor
El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas deun mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico.
La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunqueen la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
La energía que puede intercambiar un cuerpo con su entorno depende del tipo de transformación que se efectúe sobre ese cuerpo y por tanto depende del camino. Los cuerpos no tienen calor, sino energía interna. El calor es parte de dicha energía interna (energía calorífica) transferida de un sistema a otro, loque sucede con la condición de que estén a diferente temperatura.
Se divide en dos calor sensible y calor latente:
Calor Sensible
Calor sensible es aquel que recibe un cuerpo y hace que aumente su temperatura sin afectar su estructura molecular y por lo tanto su Estado. En general, se ha observado experimentalmente que la cantidad de calor necesaria para calentar o enfriar un cuerpo es...
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