El cambio en la energía interna de un sistema cerrado es igual al calor agregado al sistema menos el trabajo realizado por el sistema.
Matemáticamente, esto se puede expresar como:
ΔU =Q - W
Dónde:
* ΔU ¿Es el cambio en la energía interna del sistema?
* Q ¿El calor se agrega al sistema?
* W ¿El trabajo realiza el sistema?
Explicación:
* Energía interna (U) es la energía total poseída por las moléculas dentro de un sistema, incluida la energía cinética (debido al movimiento) y la energía potencial (debido a la posición e interacciones).
* Heat (Q) es la transferencia de energía térmica entre objetos a diferentes temperaturas.
* trabajo (w) es la energía transferida cuando una fuerza causa un desplazamiento. En un sistema termodinámico, el trabajo a menudo se realiza expandiéndose contra una presión, como cuando un gas empuja un pistón.
Puntos clave:
* Positivo Q: El calor agregado al sistema aumenta su energía interna.
* negativo Q: El calor eliminado del sistema disminuye su energía interna.
* positivo w: El trabajo realizado por el sistema disminuye su energía interna.
* Negativo W: El trabajo realizado en el sistema aumenta su energía interna.
Ejemplos:
* Calentar un gas en un recipiente: Si agrega calor a un gas en un recipiente rígido, la energía interna del gas aumentará (ΔU> 0). Como el contenedor es rígido, no se realiza ningún trabajo (w =0).
* Expandir gas en un pistón: Si permite que un gas se expanda contra un pistón, el gas funcionará en el pistón (w> 0). Si no se agrega calor (q =0), la energía interna del gas disminuirá (ΔU <0).
En resumen:
La primera ley de la termodinámica destaca el principio de conservación de la energía. La energía no se puede crear o destruir, pero se puede transferir entre diferentes formas, como el calor y el trabajo. Comprender esta relación es crucial en varios campos, incluida la ingeniería, la química y la física.
