Quimica
Todos los sistemas tienen energía debido a los diferentes tipos de movimiento de las moléculas, de los átomos que las conforman y de los electrones. Los movimientos pueden ser devibración, rotación y translación. También, contribuye en el aporte energético, las fuerzas de atracción y repulsión que se dan entre las moléculas, los átomos, los electrones y los núcleos.
A todos estosmovimientos e interacciones sin considerar la energía cinética del sistema en su conjunto y su energía potencial debido a su posición, se llama energía interna y se representa como E o U.
Como esimposible determinar el contenido total de energía interna de un sistema, sólo se puede cuantificar a través de los intercambios energéticos que realice. Al tomar en consideración la primera ley de latermodinámica, el cambio de la energía interna está dado por:
∆E = Ef – Ei o ∆U = Uf – Ui
Así, la energía interna es una función de estado.
Cualquier sistema puedeintercambiar energía con su entorno como trabajo o calor y su energía interna cambia cuando se agrega energía térmica o se extrae, también, cuando se hace trabajo sobre el sistema o si éste lo realiza hacia elentorno, de tal manera que si únicamente se suministra energía térmica al sistema, el cambio de la energía interna es:
∆U = q
Y si sólo se realiza trabajo, el cambio de la energía interna será:∆U = w
(En ambos casos el signo es positivo porque es hacia el sistema).
Si se llevan a cabo ambos procesos, entonces:
∆U = q + w
Se comprime gas butano en un tanque realizandotrabajo de 462 J, durante el proceso se transfieren 128 J de energía térmica hacia el entorno. Calcular la variación de la energía interna del sistema.
w = 462 J
q = 128 J
Como se hace trabajosobre el sistema w es positivo y el sistema transfiere energía térmica al entorno q es negativo, por consiguiente:
w = +462 J
q = -128 J
∆U = q + w
∆U = (-128 J) + (+462 J) = +334 J
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