Primera ley de la termodinamica

CONTENIDO


INTRODUCCION…………………………………………………………………………. 4
1. La primera ley de la termodinámica y energía interna……………………………. 5
1.1. Comprensión de la primera ley de la termodinámica…………………………… 7
2. Procesos cíclicos y sistemas aislados………………………………………………. 7
2.1Procesos cíclicos……………………………………………………………………… 7
2.2Sistema aislado……………………………………………………………………….. 8
3. Tipos de procesostermodinámicos…………………………………………………. 8
3.1Proceso adiabático…………………………………………………………………… 8
3.2Proceso isocórico…………………………………………………………..….……… 9
3.3Proceso isobárico…………………………………………………………….….….… 9
3.4Proceso isotérmico…………………………………………………………….……… 9
4. Conclusiones…………………………………………………………………….…… 10
5. Bibliografía…………………………………………………………………….....….... 11INTRODUCCION


La primera ley de la termodinámica es el planteamiento de la ley de conservación de la energía en su forma más general. Podemos aplicarla a cualquier situación en la que nos interesen los cambios de energía interna de un sistema, el flujo de calor hacia un sistema o desde éste, o el trabajo efectuado por o sobre un sistema.1. LA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA Y ENERGÍA INTERNA


La energía interna es uno de los conceptos más importantes de la termodinámica. La materia consiste en átomos y moléculas, y éstas se componen de partículas que tienen energías cinética y potencial. Definimos tentativamente la energía interna de un sistema como la suma de las energías cinéticas de todas suspartículas constituyentes, más la suma de todas las energías potenciales de interacción entre ellas. Usamos el símbolo U para la energía interna. (Tenga presente que U tiene un significado distinto en termodinámica.) Durante un cambio de estado del sistema, la energía interna podría cambiar de un valor inicial U1 a uno final U2. Denotamos el cambio en energía interna con ∆U = U2 - U1.
Sabemos que latransferencia de calor es transferencia de energía. Si agregamos cierta cantidad de calor Q a un sistema y éste no realiza trabajo en el proceso, la energía interna aumenta en una cantidad igual a Q; es decir, ∆U = Q. Si el sistema efectúa un trabajo W expandiéndose contra su entorno y no se agrega calor durante ese proceso, sale energía del sistema y disminuye la energía interna. Es decir, si W espositivo, ∆U es negativo, y viceversa: ∆U = - W. Si hay tanto transferencia de calor como trabajo, el cambio total de energía interna es:


U2 - U1 = ∆U = Q – W (primera ley de
la termodinámica)

Podemos reacomodar esto así:

Q = ∆U + W


En general, cuando se agrega calor Q a un sistema, unaparte de esta energía agregada permanece en el sistema, modificando su energía interna en una cantidad ∆U; el resto sale del sistema cuando éste efectúa un trabajo W contra su entorno. Puesto que W y Q pueden ser positivos, negativos o cero, ∆U puede ser positiva, negativa o cero para diferentes procesos.
Las ecuaciones son la primera ley de la termodinámica, que es una generalización del principiode conservación de la energía para incluir la transferencia de energía como calor y como trabajo mecánico. En todas las situaciones donde parecía que la energía total en todas las formas conocidas no se conserva, fue posible identificar una nueva forma de energía tal que la energía total, incluida la nueva forma, sí se conserva.


En un proceso termodinámico, la energía interna U de unsistema puede
a) aumentar (∆U > 0), b) disminuir (∆U < 0) o c) permanecer sin cambio (∆U = 0).

a) Se agrega al sistema más calor que el trabajo efectuado por éste: aumenta la energía interna del sistema.





b) Sale del sistema más calor que el trabajo efectuado: disminuye la energía interna del sistema.






c) El calor agregado al sistema es igual al trabajo que éste realiza: no...