Energia interna y cero absoluto

Energía interna
La Energía Interna (E) se define en la bibliografía como todas las formas de energía de un sistema, distintas de las que resulten de su posición en el espacio. El cálculo absoluto de la Energía Interna (E) es hoy por hoy imposible; por eso a la Termodinámica clásica sólo le interesan los cambios de Energía teóricamente podría llegar a ser posible su cálculo (aunque todavíaalgunas no se conocen lo suficiente).
Es un sistema termodinámico posee una cierta energía que llamamos energía interna (U), debida a la propia constitución de la materia (enlaces de la moléculas, interacciones entre ellas, choques térmicos). Por lo tanto, la energía total de un sistema es la suma de su energía interna, su energía potencial, su energía cinética, y la debida al hecho de encontrarsesometido a la acción de cualquier campo. (No obstante consideraremos sistemas sencillos que no se encuentran sometidos a ningún campo externo, ni siquiera el gravitatorio).
Puesto que la energía interna del sistema se debe a su propia naturaleza, a las partículas que lo constituyen y la interacción entre ellas, la energía interna es una propiedad extensiva del sistema. Sus unidades son unidades deenergía, el Julio.
La energía interna de un sistema se puede modificar de varias maneras equivalentes, realizando un trabajo o transfiriendo energía en forma de calor.

Si variamos la energía interna de nuestro sistema, la primera ley de la termodinámica nos dice, que esta variación viene acompañada por la misma variación de energía, pero de signo contrario en los alrededores. De modo que laenergía total del sistema más el entorno, permanece constante. La energía del Universo permanece constante.
Cero absoluto
El cero absoluto es la temperatura teórica más baja posible y se caracteriza por la total ausencia de calor. Es la temperatura a la cual cesa el movimiento de las partículas. Aquí el nivel de energía es el más bajo posible. El cero absoluto (0 K) corresponde aproximadamente ala temperatura de –273.16º C. Nunca se ha alcanzado tal temperatura y la termodinámica asegura que es inalcanzable.
Desafortunadamente no podemos alcanzar la temperatura del cero absoluto. Estamos impedidos por la tercera ley de la termodinámica. Sin embargo, en la práctica es el calor que entra desde el "mundo exterior" lo que impide que en los experimentos se alcancen temperaturas más bajas.Para bajas temperaturas, todas las capacidades caloríficas C tienden a cero por lo que para cualquier cantidad de calor Q, por pequeña que sea, que entre al sistema, se tendrá una variación importante en la temperatura pues dT=Q/C. Incluso los rayos cósmicos pueden producir una entrada importante de calor.
La Escala Internacional de Temperatura absoluta (conocida como ITS-90) fue acordada en 1990 yse fijo el punto triple del agua (donde coexisten en equilibrio el agua sólida, líquida y gaseosa) como 273.16 K por definición. Se han fijado también varios otros puntos para definir la escala sobre una amplia gama de temperaturas tales como el punto de congelamiento del oro en 1337.33 K o el punto triple del hidrógeno en 13.8033 K. A temperaturas más bajas se usa la presión de vapor del heliolíquido.
La temperatura más baja que se ha registrado en la Tierra es de –89ºC en la Antártica, que anunque parece bastante frío, no lo es tanto si la vemos como 184 K. En el Sistema Solar en cambio, el lugar más frío es Tritón (una luna de Neptuno, no la galleta :-) Esta se encuentra a 4,500 millones de kilómetros de la Tierra. Se sabía que tanto la atmósfera como la superficie de Tritón conteníannitrógeno y metano por lo que se suponía que los océanos contenían nitrógeno líquido (cuyo punto de ebullición es de 77 K) junto a "icebergs" de metano. La nave Voyager 2, que fue lanzada en el 20 de Agosto de 1977 y alcanzó a Neptuno y Tritón en 1989 mostró que la temperatura de Tritón era de 38 K. Pero en el Universo se puede llegar a temperaturas aun menores. El satélite COBE (Cosmic...