Primera Ley de La Termodinámica Trabajo Final

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL 

∆= −  =−

2014

(8)

En la ecuación (8), Q es positivo (negativo) si se le agrega (quita) calor al sistema y W es  positivo cuando el sistema realiza trabajo y negativo cuando se realiza trabajo sobre el sistema. La forma correcta de escribir la ecuación (8) es considerando diferenciales, ya que si se le agrega o quita una pequeña cantidad de calor dQ al sistema y se realiza una cantidad de trabajo diferencial dW por o sobre el sistema, la energía interna cambia en una cantidad dU :

=−

(9)

En escala microscópica, la energía interna de un sistema incluye la energía Cinética y potencial de las moléculas que constituyen el sistema. Para un gas, el aumento de energía interna se asocia con el aumento de energía cinética de las moléculas, es decir con su temperatura. Al igual que en el caso de la mecánica, en termodinámica no interesa conocer la forma particular de la energía interna, sino que interesan solo sus variaciones  ΔU . Por lo tanto, se puede elegir cualquier estado de referencia para la energía interna, ya que se han definido solo sus diferencias, no sus valores absolutos. En la ecuación (8), tanto dQ como dW son diferenciales inexactas, pero dU es una diferencial exacta.

Casos particulares.  Sistema aislado. Para un sistema aislado, que no interactúa con los alrededores, no hay transferencia de calor, Q = 0, el trabajo realizado también es cero y por lo tanto no hay cambio de energía interna, esto es, la energía interna de un sistema aislado permanece constante:

Figura 9. Sistema aislado. Q = W = 0, ΔU = 0

y Uf = Ui

Proceso cíclico. 12