Ley De La Termodinamica

Primera ley de la termodinámica o principio de equivalencia del calor en trabajo mecánico
La primera ley de la termodinámica relaciona la energía interna, el trabajo y el calor; ésta establece que si sobre un sistema con una determinada energía interna, se realiza un trabajo o se transfiere calor mediante un proceso, la energía interna del sistema variará.
La diferencia entre la energía internadel sistema y la cantidad de trabajo es el calor; el calor es la energía transferida al o desde el sistema debido a un potencial térmico, es decir, una diferencia de temperaturas entre el sistema y sus alrededores.
Si se considera que el sistema es un recipiente metálico con agua y se pretende elevar su temperatura por fricción, utilizando una cuchara, o bien por calentamiento directo con unmechero; en el primer caso se realiza un trabajo sobre el sistema y en el segundo una transmisión de calor.
Cabe aclarar que la energía interna de un sistema, el trabajo y el calor no son más que diferentes manifestaciones de energía, es por eso que la energía no se crea ni se destruye, sino que, durante un proceso, sólo se transforma en sus diversas manifestaciones.

La ecuación general de laconservación de la energía es la siguiente:

Esto es, el cambio de energía de un sistema es el calor absorbido por el sistema menos el trabajo desarrollado por éste.
Esta última expresión es conocida como la primera ley de la termodinámica, que es una forma general de establecer el principio de la conservación de la energía; no establece restricción alguna sobre la conversión entre las diferentesformas de energía, sino que únicamente indica que la cantidad total de energía debe ser constante.
El signo para el trabajo y el calor depende de si el sistema absorbe o cede energía con su entorno.
Trabajo

Cuando una fuerza es aplicada a un cuerpo y ésta lo desplaza una cierta longitud, se ha realizado un trabajo de índole mecánico (véase figura 5.8


Desarrollando una expresión quecontenga las variables termodinámicas adecuadas, se tiene:

La última ecuación representa la fórmula general para el cálculo del trabajo en un pro-ceso termodinámico reversible, donde F representa a la fuerza, A el área, I la longitud, W el trabajo, V el volumen y P la presión.

Calor y capacidad calorífica a presión o volumen constantes

El calor es considerado como un potencial térmicoocasionado por la energía, que fluye de un punto de alta temperatura a uno de baja temperatura. Esta transmisión de energía (Q) es función (f) de la masa, así como del tipo de sustancia involucrada, así se tiene Q=f (temperatura, masa de la sustancia, característica de la sustancia), es decir:
dQ = n Cx dT

donde Cx es conocida como la capacidad calorífica molar del sistema, que se refiere a lacantidad de calor que absorbe el sistema por cada grado de incremento en la temperatura; asimismo, las variables termodinámicas presión y volumen dan origen al cálculo de calores a P o V constantes con las siguientes expresiones:

Algunas veces, el calor y la temperatura son utilizados como sinónimos; sin embargo, dos cuerpos diferentes y con características particulares entre si, de hecho elmecanismo de transferencia de calor entre los cuerpos implica una diferencia de temperatura entre ellos, y la temperatura es la medida de la energía cinética media de las moléculas.

Fundamentalmente existen cinco lineamientos básicos para medir el calor:

1. Cuando se ponen en contacto dos o más cuerpos a distintas temperaturas, la cantidad de calor perdida por los cuerpos que se enfrían esigual a la cantidad de calor ganada por los cuerpos que se calientan.

2. Si un cuerpo se enfría, pierde una cantidad de calor igual a la que había sido necesario proporcionarle para elevar su temperatura.

3. La cantidad de calor absorbido o desprendido por un cuerpo cuando no hay cambio de estado, es proporcional al aumento de su temperatura.

4. La cantidad de calor absorbida o...