Termodinamica

Primer Principio
3.1. Trabajo termodinamico
El concepto de trabajo proviene originalmente de la Mecanica. Se dene el trabajo mecanico
innitesimal que la fuerza~ f hace para desplazar una partcula un trayecto d~`
como:
W = ~ f:d~`
donde  signica que, en general, el trabajo depende de la trayectoria elegida y no solo delos
estados inicial y nal.
En Termodinamica se dene el trabajo termodinamico en un proceso dado como el trabajo
realizado por las fuerzas que durante el procesolos alrededores ejercen sobre el sistema, ~Fext.
De este modo:
W > 0 si es realizado sobre el sistema
W < 0 si es realizado por el sistema
Se dice que el criteriode signos utilizado es un criterio egosta.
El objetivo ahora sera tratar de expresar el trabajo termodinamico en un proceso en funcion
de las variablesmacroscopicas propias de la Termodinamica. Supondremos un proceso innitesimal
tal que los estados inicial y nal estan muy proximos y los estados intermedios son deequilibrio. Consideraremos ademas unicamente sistemas cerrados, sin intercambio de materia.
Comencemos como ejemplo con un gas contenido en un sistema cilindro-piston. Lafuerza
que ejerce el gas sobre el piston sera ~F = PA~i, o de otro modo, la fuerza que el piston ejerce
sobre el gas es ~Fext = PA~i, entonces
W = ~Fext:d~x = PAdx= PdV
siendo dV la variacion innitesimal del volumen del cilindro. De este modo hemos expresado
el trabajo en terminos de una variable macroscopica intensiva (P)y otra extensiva (V ). Si el
trabajo es de expansion, dV > 0 ! W < 0 (realizado por el sistema) y si es de compresion,
dV < 0 ! W > 0 (realizado sobre el sistema).