Principios De Termodinamica

El primer principio de la termodinámica
{La primera ley de la termodinámica afirma que la energía total de cualquier sistema aislado se conserva.}
{Se trata de la generalización de la segunda ley de Newton (conservación del movimiento), mediante el reconocimiento de que el calor Q es una forma de energía y de la energía interna U como una propiedad intrínseca de la materia.}
[El primerreconocimiento del principio de conservación, por Leibniz en 1693, se refería sólo a la suma de la energía cinética (½mv2) y la energía potencial (mgh) de una masa mecánica simple situada en el campo gravitacional terrestre. En la medida en que se consideraron nuevos tipos de sistemas, la forma establecida del principio de conservación fallaba repetidamente, pero en cada caso, fue posible revivirlomediante la incorporación de un nuevo término matemático (una 'nueva clase de energía')... el principio de la conservación de la energía es uno de los más fundamentales, generales y significantes principios de la teoría física. (Callen, 1985, 11-12)]
[La primera ley de la termodinámica identifica el calor como una forma de energía. Esta idea, que hoy nos parece elemental, tardó mucho en abrirsecamino y no fue formulada hasta la década de 1840, gracias a las investigaciones de Mayer y de Joule principalmente. Anteriormente, se pensaba que el calor era una sustancia indestructible y sin peso (el calórico) que no tenía nada que ver con la energía. (Jou y Llebot, 3)]
 
Energía
[En la práctica, en las situaciones no-relativistas, se tiende, en primera aproximación (normalmente muybuena), a descomponer la energía total en una suma de términos que se llaman las diferentes formas de la energía. (Thellier y Ripoll, 24-25)]
[La energía potencial y la energía cinética son dos elementos a considerar, tanto en la mecánica como en la termodinámica. Estas formas de energía se originan por la posición y el movimiento de un sistema en conjunto, y se conocen como la energía externa delsistema. Un tema especial a analizar en la termodinámica es la energía interior de la materia, energía asociada con el estado interno de un sistema que se llama energía interna. Cuando se especifica un número suficiente de coordenadas termodinámicas, como por ejemplo, temperatura y presión, se determina el estado interno de un sistema y se fija su energía interna. (Abbott y Vanness, 1)]
En general(para un sistema no-relativista), la energía total, ET , de un sistema puede descomponerse en energía de masa, Em, energía cinética, Ek, energía potencial, Ep, y energía interna, U, es decir,
ET = Em + Ek + Ep + U
donde
Em = mc2
Ek = ½mv2
la energía potencial depende de los campos externos a los que está sometido el sistema y viene dada por una función de la posición, y la energíainterna U que considera la energía de las partículas que constituyen el sistema y sus interacciones a corta distancia. En realidad, esta descomposición permite distinguir entre las formas de energía 'mecánica' (Em, Ek y Ep) y una forma de energía 'termodinámica' (U) que tiene sentido para un sistema estadístico constituido por un gran número de partículas. (Thellier y Ripoll, 25)
[El cambio de energíatotal del sistema puede descomponerse en
E = Ek + Ep + U
donde Ek y Ep representan el cambio de su energía externa, cinética y potencial respectivamente, y U representa el cambio de su energía interna, dada por la energía cinética y potencial de las moléculas, átomos y partículas subatómicas que constituyen el sistema. (Abbott y Vanness, 10)]
Energía interna
La energía interna deun sistema, U, tiene la forma de energía cinética y potencial de las moléculas, átomos y partículas subatómicas que constituyen el sistema, es decir,
U = Ek int + Ep int
donde la energía cinética interna es la suma de la energía cinética de todas las partículas del sistema,
Ek int = j ½mjvj2
y la energía potencial interna es la suma de la energía potencial debida a la interacción de...