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Trabajo de un gas
Cuando se estudia el trabajo que se ejerce sobre un gas o que éste realiza, hay que tener en cuenta que los gases suelen estar encerrados a presión en un cilindro y se produce el desplazamiento de un pistón. Por lo tanto, en lugar de fuerza, se utiliza la presión, y en lugar de desplazamiento, se trabaja con volumen, por lo cual se hace uso exhaustivo de los diagramas p-V.|

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Para realizar cálculos con los gases usados en las máquinas térmicas se supone que son gases ideales, y por tanto cumplen la ecuación de estado: p · V = n · R · T  Sobre el gas que hay en el interior de un cilindro se puede variar su presión, su temperatura y su volumen. Y en la transformación el gas puede recibir o perder calor, realizar o absorber un trabajo o bien variar su energíainterna debido a un aumento de temperatura. Según el principio de conservación de la energía, el aumento de energía interna del gas se produce porque ha recibido calor o trabajo:ΔEI = W + QENERGIA INTERNALa magnitud que designa la energía almacenada por un sistema de partículas se denomina energía interna (U). La energía interna es el resultado de la contribución de la energía cinética de lasmoléculas o átomos que lo constituyen, de sus energías de rotación, traslación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear.La energía interna es una función de estado: su variación entre dos estados es independiente de la transformación que los conecte, sólo depende del estado inicial y del estado final.Energíainterna de un gas idealPara el caso de un gas ideal puede demostrarse que la energía interna depende exclusivamente de la temperatura, ya en un gas ideal se desprecia toda interacción entre las moléculas o átomos que lo constituyen, por lo que la energía interna es sólo energía cinética, que depende sólo de la temperatura. Este hecho se conoce como la ley de Joule.La variación de energía interna de ungas ideal (monoatómico o diatómico) entre dos estados A y B se calcula mediante la expresión:
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA:La primera ley de la termodinámica, es fundamental para entender tales procesos, es al mismo tiempo una extensión del principio de conservación de la energía. Aquí se amplía entonces este principio para incluir el intercambio de energía tanto por intercambio de calor comopor el trabajo mecánico que se efectúa y se introduce un concepto nuevo llamado energía interna.La conservación de la energía desempeña un papel muy importante en todas las áreas de la física y la primera ley tiene una utilidad muy amplia.Tenemos entonces que entender un concepto bien importante y es el de sistema termodinámico y ver el calor y el trabajo como dos formas de introducir o extraerenergía de ese sistema.En términos de ecuaciones matemáticas y relaciones físicas la primera ley de la termodinámica establece que cuando se añade calor Q a un sistema mientras este efectúa un trabajo W, la energía interna cambia en una cantidad igual a Q-W. Escrito en términos matemáticos seria: ∆U=Q-W |
APLICACIONES DE LA PRIMERA LEY
Primer principio de la termodinámica
El primer principiode la termodinámica o primera ley de la termodinámica ,1 se postula a partir del siguiente hecho experimental:
En un sistema cerrado adiabático (que no hay intercambio de calor con otros sistemas o su entorno como si estuviera aislado) que evoluciona de un estado inicial a otro estado final , el trabajo realizado no depende ni del tipo de trabajo ni del proceso seguido.
Más formalmente, esteprincipio se descompone en dos partes;
* El «principio de la accesibilidad adiabática»
El conjunto de los estados de equilibrio a los que puede acceder un sistema termodinámico cerrado es, adiabáticamente, un conjunto simplemente conexo.
* y un «principio de conservación de la energía»:
El trabajo de la conexión adiabática entre dos estados de equilibrio de un sistema cerrado depende...