energia mecanica

PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA

Otra función de estado importante en la termodinámica es la energía interna U, cuya existencia se postula en la primera ley de la termodinámica. Una función de estado estrechamente ligada a la energía interna es la entalpía, las capacidades caloríficas a presión y temperatura constantes, Cp y Cv, que dan las variaciones de la energía interna y la entalpía conla temperatura
Trabajo P-V

El trabajo en termodinámica se define como en mecánica clásica. Cuando parte del medio circundante ejerce una fuerza macroscópica medible F sobre la materia del sistema mientras esta materia se mueve una distancia dx en el punto de aplicación de F, entonces el medio ha hecho un trabajo sobre el sistema, este trabajo dw=Fxdx, donde Fx es la componente de F en ladirección del desplazamiento. F puede ser una fuerza mecánica, magnética o eléctrica y puede actuar y desplazar todo el sistema o sólo parte de él. Cuando Fx y dx tienen el mismo sentido, se realiza trabajo positivo sobre el sistema dw>0. Cuando Fx y dx tienen sentidos opuestos, dw T1; sea Tf la temperatura de equilibrio. Suponiendo que los dos cuerpos están aislados del resto del universo y que no seproduce ningún cambio de fase ni reacción química alguna, se observa experimentalmente que se cumple la siguiente ecuación para todos los valores de T1 y T2:

donde c1 y c2 son constantes (obtenidas experimentalmente) que dependen de la composición de los cuerpos 1 y 2; c es llamada capacidad calorífica y, q es la cantidad de calor que pasa del cuerpo 2 al cuerpo 1.
La ecuación anterior no esexacta pues los experimentos demuestran que el calor específico de una sustancia también es función de la presión y la temperatura.

Primera Ley de la Termodinámica
También llamada Ley de Conservación de la Energía, establece que la energía se puede transformar pero no crear ni destruir. Por lo tanto si a un sistema se le añade calor o se le hace trabajo esta energía tiene que aparecer enalgún sitio.
Todos los cuerpos poseen una energía interna, U, además de sus energías cinética macroscópica K y potencial V. La energía interna consta de: energía molecular rotacional, vibracional y electrónica; energía relativista de la masa en reposo, de los electrones y el núcleo, y energía potencial de interacción entre las moléculas.
La energía total de un cuerpo es, por lo tanto, E= K + V +U, donde K y V son la energía macroscópica cinética y potencial, y U la energía interna. Como la termodinámica es una ciencia macroscópica, su desarrollo no requiere conocer la naturaleza de la energía interna, sino que todo lo que se necesita son formas de encontrar esa energía interna.
En la mayor parte de las aplicaciones que se trata, el sistema está en reposo y en ausencia de camposexternos, entonces K y V son nulos o despreciables.
La primera ley de la termodinámica, afirma que existe una función de estado extensiva E (llamada energía total del sistema), tal que para cualquier proceso en un sistema cerrado: E =q + w, donde E es el cambio de energía del sistema en el proceso, q el calor cedido durante el proceso y w es el trabajo realizado sobre el sistema en el curso delproceso. La variación de energía E del sistema, siempre va acompañada por un cambio de energía del entorno del entorno igual a -E, de forma que la energía total del sistema más el entorno permanece constante ( se conserva) para cualquier proceso.
Como se trata en termodinámica a cuerpos sin cambios en K y V, entonces se tiene que E=U, por lo que U= q + w.
Para un proceso infinitesimal, laecuación anterior se transforma en:

para un sistema cerrado.
La energía interna U es una función de estado del sistema. Para cualquier proceso, U depende por ello tan sólo de los estados inicial y final del sistema, y es independiente del camino seguido. Por lo tanto, para un proceso cíclico, es decir, aquel en que los estados inicial y final son los mismos U=0.
Las cantidades q y w no...