definiciones

Energía interna
La energía interna de un cuerpo es la suma de la energía de todas las partículas que componen un cuerpo. Entre otras energías, las partículas que componen los cuerpos tienen masa y velocidad, por lo tanto tienen energía cinética interna. También tienen fuerzas de atracción entre ellas, por lo que tienen energía potencial interna.
La energía interna es muy difícil de calcular yaque son muchas las partículas que componen un cuerpo y tienen muchos tipos diferentes de energía. Lo que se suele hacer es calcular la variación de energía interna.
 
La energía interna es la suma de las energías de todas las partículas de un cuerpo.
 Energía interna
En primer lugar hay que definir el concepto de energía interna, que será la contenida dentro de nuestro sistema,independientemente de sus interacciones con el entorno o su estado de movimiento. Por tanto:

Se denomina energía interna  (U) de un sistema a la suma de las energías cinética y potencial de todas las partículas que lo componen. Debido a la gran cantidad de partículas involucradas, es imposible medir la energía interna de un sistema, por lo que únicamente pueden medirse las variaciones de la misma.

En eltema dedicado a la energía vimos que la energía total contenida en un sistema es constante, que se conserva en todo momento. Así podemos particularizar la ley de conservación de la energía a un sistema termodinámico aislado. En tal caso, no existe intercambio de materia con el entorno con lo que, según se ha visto, únicamente puede transferirse energía en forma de trabajo o de calor, lo que dalugar al enunciado del primer principio de la termodinámica:

La variación de la energía interna (U) de un sistema es igual a la suma de la energía suministrada en forma de trabajo (W) más la aportada en forma de calor (Q). Matemáticamente:
 


Resulta necesario establecer un convenio de signos para la energía intercambiada, en el que se considerará positivo todo intercambio de energía, ya seaen forma de trabajo o de calor, que aumente la energía interna del sistema, y negativo si la disminuye. Así:
Si el entorno realiza un trabajo sobre el sistema, aumenta la energía interna del sistema y W > 0
Si el sistema realiza un trabajo sobre el entorno, disminuye la energía interna del sistema y W < 0
Si el sistema recibe calor del entorno, se calienta, aumenta la energía interna y por tantoQ > 0
Si el sistema cede calor al entorno, se enfría, la energía interna disminuye y Q < 0
En la imagen siguiente puedes observar gráficamente este convenio:


Imagen 16. Elaboración propia

Los sistemas termodinámicos no se caracterizan por tener trabajo ni calor, sino que tienen energía interna. Trabajo y calor simplemente son las formas de variar su energía interna.
Energía internaEn física, la energía interna (U) de un sistema intenta ser un reflejo de la energía a escala macroscópica. Más concretamente, es la suma de:
la energía cinética interna, es decir, de las sumas de las energías cinéticas de las individualidades que lo forman respecto al centro de masas del sistema, y de
la energía potencial interna, que es la energía potencial asociada a las interacciones entreestas individualidades.1
La energía interna no incluye la energía cinética traslacional o rotacional del sistema como un todo. Tampoco incluye la energía potencial que el cuerpo pueda tener por su localización en un campo gravitacional o electrostático externo.

Todo cuerpo posee una energía acumulada en su interior equivalente a la energía cinética interna más la energía potencial interna.
Sipensamos en constituyentes atómicos o moleculares, será el resultado de la suma de la energía cinética de las moléculas o átomos que constituyen el sistema (de sus energías de traslación, rotación y vibración) y de la energía potencial intermolecular (debida a las fuerzas intermoleculares) e intramolecular de la energía de enlace.
En un gas ideal monoatómico bastará con considerar la energía...