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Termodinámica

—La Termodinámica es la rama de la física que describe los estados del equilibrio a través de la energía interna y volumen, también de magnitudes de temperatura y presión que son derivados del volumen y la energía interna.

—La termodinámica trata acerca de la transformación de energía térmica en energía mecánica y el proceso inverso, la conversión del trabajo en calor, pues casi toda la energía disponibles de la materia prima se libera en forma de calor resulta fácil advertir por que la termodinámica tiene un papel demasiado importante en la ciencia y la tecnología.

 

—Lo anterior lo podemos ver si desglosamos la palabra:

-Termo = Calor
-Dinámica = Movimiento

Por lo tanto:

Termodinámica = Movimiento del Calor

Con estas herramientas, la termodinámica describe cómo los sistemas responden a los cambios en su entorno. Esto se puede aplicar a una amplia variedad de ramas de la ciencia y de la ingeniería, tales como motores, cambios de fase, reacciones químicas, fenómenos de transporte, e incluso agujeros negros.

Energía interna

—La energía interna de un sistema es una caracterización macroscópica de la energía microscópica de todas las partículas que lo componen. Un sistema está formado por gran cantidad de partículas en movimiento. Cada una de ellas posee:

•   ——energía cinética, por el hecho de encontrarse a una determinada velocidad.
•   energía potencial gravitatoria, por el hecho de encontrarse en determinadas posiciones unas respecto de otras.
• —energía potencial elástica, por el hecho vibrar en el interior del sistema.

Sistema termodinámico

— Se define como la parte del universo objeto de estudio. Un sistema termodinámico puede ser una célula, una persona, el vapor de una máquina de vapor, la mezcla de gasolina y aire en un motor térmico, la atmósfera terrestre, etc.

—Los sistemas termodinámicos puedes ser “aislados, cerrados o abiertos”:

—Sistema aislado: es aquél que no intercambia ni materia ni energía con los alrededores.

—Sistema cerrado: es aquél que intercambia energía (calor y trabajo) pero no materia con los alrededores (su masa permanece constante).

Sistema abierto: es aquél que intercambia energía y materia con los alrededores.

Componentes de un sistema termodinámico

•   —Sistema: El sistema es la parte del universo que vamos a estudiar. Por ejemplo, un gas, nuestro cuerpo o la atmósfera son ejemplos de sistemas que podemos estudiar desde el punto de vista termodinámica.
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•       Entorno o ambiente: todo aquello que no es sistema y que se sitúa alrededor de él, se denomina ambiente o entorno. Los sistemas interaccionan con el entorno transfiriendo masa, energía o las dos cosas.
•       Fronteras: es todo aquello de delimita al sistema.

Primera ley de la termodinámica

    Esta ley parte de la primicia que dice que; “La energía no se crea, ni se destruye solo se transforma.”

—  Esta primera ley establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Desde varios puntos de vista esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. 

Fórmulas

   

 Fórmula IUPAC

Fórmula tradicional

—Donde:

—∆U : Incremento de energía interna del sistema ( ∆U = Ufinal - Uinicial ). Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el julio ( J )

—Q : Calor intercambiado por el sistema con el entorno. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el julio ( J ), aunque también se suele usar la caloría ( cal ). 1 cal = 4.184 J

—W : Trabajo intercambiado por el sistema con el entorno. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el julio ( J )