Primera Ley De La Termodinamica

Calor y la primera ley de la termodinámica Todavía hasta 1850, los campos del calor y la mecánica se consideraban como dos ramas distintas de la ciencia. La ley de la conservación de la energía parecía describir sólo ciertos tipos de sistemas mecánicos. Los experimentos efectuados por el inglés James Joule (1818-1889) y otros, en la mitad del siglo XIX, demostraron que la energía podía añadirse a(o extraerse de) un sistema como energía térmica o como trabajo hecho sobre (o por) el sistema. Ahora, la energía térmica se trata como una forma de energía que puede transformarse en energía mecánica. Una vez que el concepto de energía se amplió para incluir a la energía térmica, la ley de la conservación de la energía surgió como una ley universal de la naturaleza. La primera ley de latermodinámica es simplemente la ley de la conservación de la energía y nos dice que un aumento en una forma de energía debe acompañarse por una reducción en alguna otra forma de energía. La primera ley no restringe los tipos de conversiones de energía que pueden ocurrir. Además, no distingue entre calor y trabajo. De acuerdo con la primera ley, la energía interna de un sistema puede aumentarse mediante latransferencia de energía térmica al sistema o por el trabajo hecho sobre el sistema. Una diferencia importante entre energía térmica y energía mecánica no es evidente a partir de la primera ley; es posible convertir por completo trabajo en energía térmica pero es imposible convertir completamente energía térmica en energía mecánica en un proceso a temperatura constante. Calor y energía térmicaDebe hacerse una distinción fundamental entre energía interna, energía térmica y calor: La energía interna es toda la energía que pertenece a un sistema mientras está estacionario, incluidas la energía nuclear, la energía química y la energía de deformación (como un resorte comprimido o estirado), así como energía térmica. La energía térmica es la parte de la energía interna que cambia cuando cambiala temperatura del sistema. La transferencia de energía térmica es producida por una diferencia de temperatura entre el sistema y sus alrededores, la cual puede o no cambiar la cantidad de energía térmica en el sistema El término calor se utiliza para dar a entender tanto energía térmica como transferencia de energía térmica. Por eso, siempre se debe examinar el contexto del término calor paradeterminar su verdadero sentido. La energía térmica de un gas ideal monoatómico se asocia al movimiento interno de sus átomos. En este caso especial, la energía térmica es simplemente la energía cinética en una escala microscópica: cuanto más alta sea la temperatura del gas, tanto mayor será la energía cinética de los átomos y la energía térmica del gas. Sin embargo, por lo
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general, laenergía térmica incluye otras formas de energía molecular, como la energía rotacional y la energía cinética y potencial de vibración. El trabajo hecho sobre (o por) un sistema es una medida de la transferencia de energía entre el sistema y sus alrededores, mientras que la energía mecánica del sistema (cinética y/o potencial) es una consecuencia de su movimiento y coordenadas. Así, cuando una personarealiza trabajo sobre un sistema, la energía se transfiere de la persona al sistema. No tiene sentido hablar del trabajo de un sistema; uno puede referirse solo al trabajo hecho sobre o por un sistema cuando ha ocurrido algún proceso en el que se ha transferido energía hacia o del sistema. De igual modo, no tiene sentido emplear el termino calor a menos que se haya transferido energía como resultadode una diferencia de temperatura. También es importante reconocer que la energía puede transferirse entre dos sistemas aun cuando no haya transferencia de energía térmica. Por ejemplo, cuando un embolo comprime un gas, éste se calienta y su energía térmica aumenta, pero no hay transferencia de energía térmica; si el gas se expande rápidamente, se enfría y su energía térmica disminuye, pero no...