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Diferencia entre revisiones de «Primer principio de la termodinámica»

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* y un «[[principio de conservación de la energía]]»: {{cita|El [[trabajo (física)|trabajo]] de la conexión adiabática entre dos estados de equilibrio de un sistema cerrado depende exclusivamente de ambos estados conectados.}}
 
Este enunciado supone formalmente definido el concepto de [[trabajo (física)|trabajo termodinámico]], y conocido que los sistemas termodinámicos sólo pueden interaccionarinteractuar de tres formas diferentes (interacción másica, interacción mecánica e interacción térmica). En general, el trabajo es una [[magnitud física]] que no es una variable de estado del sistema, dado que depende del proceso seguido por dicho sistema. Este hecho experimental, por el contrario, muestra que para los sistemas cerrados adiabáticos, el trabajo no va a depender del proceso, sino tan solo de los estados inicial y final. En consecuencia, podrá ser identificado con la variación de una nueva variable de estado de dichos sistemas, definida como [[energía interna]]. Se define entonces la energía interna, <math>U</math>, como una variable de estado cuya variación en un proceso adiabático es el trabajo intercambiado por el sistema con su entorno:
{{ecuación|<math> \Delta U = W</math>||left}} (W del proceso adiabático)
Cuando el sistema cerrado evoluciona del estado inicial A al estado final B pero por un proceso no adiabático, la variación de la Energía debe ser la misma, sin embargo, ahora, el trabajo intercambiado será diferente del trabajo adiabático anterior. La diferencia entre ambos trabajos debe haberse realizado por medio de interacción térmica. Se define entonces la cantidad de energía térmica intercambiada ''Q'' (calor) como:
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== Aplicaciones de la Primera Ley ==
 
;=== Sistemas cerrados ===
Un sistema cerrado es uno que no tiene intercambio de masa con el resto del universo termodinámico. También es conocido como [[masa de control]]. El sistema cerrado puede tener interacciones de trabajo y calor con sus alrededores, así como puede realizar [[trabajo (física)|trabajo]] a través de su frontera. La ecuación general para un sistema cerrado (despreciando energía cinética y potencial y teniendo en cuenta el [[criterio de signos termodinámico]]) es:
 
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donde ''Q'' es la cantidad total de transferencia de calor hacia o desde el sistema, ''W'' es el trabajo total e incluye trabajo eléctrico, mecánico y de frontera; y ''U'' es la energía interna del sistema.
 
;=== Sistemas abiertos ===
Un sistema abierto es aquel que tiene entrada y/o salida de masa, así como interacciones de trabajo y calor con sus alrededores, también puede realizar [[trabajo (física)|trabajo]] de frontera.
 
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{{ecuación| <math>\Delta E_{\rm sistema} = \int_{t_0}^t \frac{dE}{dt}dt</math>}}
 
;=== Sistemas abiertos en estado estacionario ===
 
El balance de [[energía]] se simplifica considerablemente para sistemas en estado estacionario (también conocido como estado estable). En estado estacionario se tiene <math>\Delta E_{\rm sistema} = 0</math>, por lo que el balance de [[energía]] queda:
{{ecuación| <math>Q - W + \sum_{\rm in} m_{\rm in} (h + \frac1 2 V^{2} + gz)_{\rm in}-\sum_{\rm out} m_{\rm out} (h + \frac1 2 V^{2} + gz)_{\rm out} = 0</math>}}
 
;=== Sistema aislado ===
Es aquel sistema en el cual no hay intercambio ni de masa ni de energía con el exterior.
 
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* [[Energía térmica]]
* [[Móvil perpetuo]]
* [[Principio cero de la termodinámica]],
*[[segundoSegundo principio de la termodinámica]] y
*[[tercerTercer principio de la termodinámica]]
* [[Termodinámica]]
 
== Referencias ==
Obtenido de «https://es.wikipedia.org/wiki/Primer_principio_de_la_termodinámica»