Clase 2 Primera Ley

I.4. PRIMERA LEY DE LA
TERMODINAMICA
a.Generalidades.
“La energía no se crea ni se destruye,
sólo se transforma”
o
“La energía del universo se mantiene
constante”

1

2

En otras palabras:

U = q+ w
U : Cambio de energía interna
del sistema
q : Calor que se aporta al sistema
w : Trabajo que se realiza sobre
el sistema.
3

b. Orígenes de la Primera Ley
• Siglo XVII. Robert Boyle, IsaacNewton y otros: El
calor es una manifestación del movimiento de las
partículas que constituyen la materia.
• Siglo XVIII. J. Black y A. Lavoisier: el calor era una
sustancia.
• Fines s. XIX.
– B. Thompson:El calor se produce por el trabajo
– J. Mayer (1842): La energía total se conserva
– J. Joule: La energía del universo se mantiene
constante.
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c. Estados de Equilibrio y Reversibilidad
F

Si secomprime con
rapidez
F’
P’>P’’
T’>T’’

GAS
P

T’ P’
T’’ P’’

Estado de
Equilibrio

Estado de No Equilibrio
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d. Energía, Calor y Trabajo
• Sin trabajo:
U = q
• Sin transferencia de calor:
U = w
• Demanera general:
U = q + w
q : Calor absorbido por el sistema
w : Trabajo efectuado sobre el sistema
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¿La energía interna es función de estado?

SI
El calor y el trabajo serán iguales sea
cualfuese el método. Por lo tanto se
podría concluir:
U1

dU


U

U

U
2
1


U2

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d.1. La Naturaleza del Trabajo
l

Gas a P
constante

Disminución del
volumen
V = Al

P + dP

A (área transversal)Para este caso: F.l = wreversible
wrev = F.l = P.A.l
wrev = -P V
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Si la presión varía durante el cambio de
volumen, es necesario integrar el trabajo
efectuado: (Proceso irreversible)

dwrev  PdV
V2

 w rev 

PdV

V1

Si el proceso es irreversible, la presión externa
disminuye hasta P2 y el trabajo realizado por el
sistema es en contra de P2, entonces:

 w irrev  P2(V2  V1)
9

Trabajoreversible
que efectúa el gas
A

P1

B

PdV

P2

V1

V1

A

P1

V2

P2

Trabajo
irreversible que
efectúa el gas

V2

P2(V2  V1)

V1

V2

wrev > wirrev
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B

Se puede expresar la Primera
Ley de...