La Termodinamica

Primera ley de la termodinámica

La primera ley de termodinámica es otra ley de la conservación de la energía que relaciona cambios en la energía interna, la energía asociada con la posición y a la vibración de todas las moléculas de un sistema, con las transferencias de energías debidas al calor y al trabajo la primera ley es universal mente valida, aplicable a toda clase de proceso yproporciona una conexión en are los mundos microscópicos y macroscópicos.
Hay dos maneras en que la energía se puede transferir entre un sistema y su entorno:
Haciendo el trabajo que requiere un desplazamiento microscópico de un objeto con el uso de una fuerza y por calor, que ocurre con colisiones moleculares al azar ambos mecanismos dan lugar a un cambio en energía interna, AU, del sistema y por lotanto a cambio mensurables en las variables microscópicas del mismo, tales como la presión, la temperatura y el volumen. Este cambio en la energía interna se puede resumir en la primera ley de la termodinámica:
si un sistema experimenta un cambio de un estado inicial a un estado final, donde Q es la energía trasferida al sistema por calor y W es el trabajo realizado sobre el sistema, el cambio enla energía interna de sistema AU, esta dado por:

AU=Uf-Ui=Q+W

La cantidad Q es positiva cuando la energía es transferida dentro del sistema `por calor y negativa cuando la energía es transferida fuera del sistema por calor. La cantidad W es positiva cuando el trabajo se hace sobre el sistema y negativa cuando el sistema trabaja sobre su entorno. Todas las cantidades en la primera ley,ecuación deben tener las mismas unidades de la energía. Cualquier cambio en la energía interna de las posiciones de un sistema, las posiciones y las vibraciones de las moléculas, se debe a la transferencia de energía por calor o trabajo (o ambos).
De La Ecuación también vemos que la energía interna de cualquier sistema aislado debe permanecer constante, de modo que AU=0. Aun cuando un sistema no seaísla, el cambio en la energía interna será 0 si el sistema pasa por un proceso cíclico en cual todas las variables termodinámicas (presión, volumen, temperatura y moles de gas) vuelven a su valor original.
Es importante recordar que las cantidades en las ecuaciones refieren a un sistema, no al afecto sobre el entorno del sistema a través del trabajo. Si el sistema es vapor caliente que se expandecontra un pistón, por ejemplo, el trabajo del sistema es negativo por que el pistón solo puede expandirse a expensas de la energía interna del gas. El trabajo W en hecho por el vapor caliente sobre el entorno (en este caso, moviendo un pistón que lo guía) es positivo, pero eso no es trabajo W en la ecuación. Esta manera de definir el trabajo en a primera ley es consistente con el concepto de trabajodefinido. El trabajo positivo hecho sobre un sistema (por ejemplo, un boque) aumento su energía mecánica, mientras que el trabajo negativo disminuyo su energía.
El trabajo positivo hecho sobre un sistema (típicamente, un volumen de gas) aumenta su energía interna y el trabajo negativo disminuye esa energía interna. En ambos casos, mecánicos y térmicos, el efecto sobre el sistema es el mismo: letrabajo positivo aumenta la energía del sistema, y el trabajo negativo disminuye la energía del sistema.
W debe llevar un signo de menos en la primera ley. Esta convención no es consiente con las discusiones anteriores de la energía de un sistema, por que cuando W es positivo el sistema pierde energía. Mientras que W sea positivo significa el sistema gana energía.











PROCESOSISOTERMICOS

Durante un proceso isotérmico, la temperatura de un sistema no cambia. En un gas ideal la energía interna U depende solo de la temperatura así que AU=0 por que AT=0. en este caso, a primera ley de la termodinámica da
W= -Q (procesos isotérmicos)
Vemos que si el sistema es un gas ideal que experimenta un proceso isotérmico, el trabajo hecho sobre el sistema es igual al...