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Primera Ley de la Termodinámica y Proceso Termodinámico

Esta establece que cuando se añade calor Q a un sistema mientras éste  efectúa trabajo W, la energía interna U cambia en una cantidad igual a Q – W. 

Tomaremos como ejemplo un sistema que cambie de  estado, es decir que vaya de un estado inicial a un estado final, cuando ocurre este cambio de estado ciertas variables las cuales son Q como el calor absorbido por el sistema y W como el trabajo hecho por el sistema; seguidamente se calcula la diferencia de esas variables Q – W. Ahora, si cambiamos el manteniendo, por supuesto, el mismo estado i para llegar hasta el estado final f, pero utilizando un camino diferente y además repetimos el procedimiento una y otra vez usando diferentes caminos en cada caso. Nos encontramos que en todos los intentos Q – W mantiene su valor numérico siempre igual. Esto se debe a que aunque la magnitud de Q y W, separadamente, dependen del camino tomado, Q – W no depende de cómo pasamos de un estado a otro, sino sólo de ambos estados, el inicial y el final (de equilibrio).

La primera ley de la termodinámica se aplica a todo proceso de la naturaleza que parte de un estado de equilibrio y termina en otro.

La primera ley de termodinámica es la misma ley del principio de conservación de la energía, la cual exige que para todo sistema termodinámico se cumpla:

∆U = Q-W

Siendo ∆U la energía interna del sistema.

PROCESO TERMODINAMICO

Proceso: cualquier cambio de un estado de equilibrio a otro experimentado por un sistema

Trayectoria: serie de estados por los que pasa un sistema durante este proceso.

Existen diferentes procesos termodinámicos, entre los cuales están.

Podemos entonces definir proceso termodinámico como  el resultado de la interacción de un sistema con otro tras ser eliminada alguna ligadura entre ellos, de forma que finalmente los sistemas se encuentren en equilibrio entre sí

Ejemplo:

Podemos aplicar la ley de la termodinámica a la explosión de un cohete en un tambor de acero cerrado.

La primera ley establece que la energía se conserva, sin embargo, cuando un cuerpo caliente y  otro frío se ponen en contacto no ocurre que el primero se pone más caliente y el segundo más frío. Si bien no estamos violando la primera ley, ésta no restringe nuestra capacidad de convertir trabajo en calor o calor en trabajo, especifica únicamente que la energía debe conservarse durante el proceso. La realidad es que, aunque podamos convertir una pequeña cantidad de trabajo en calor, no se ha podido hallar un procedimiento que convierta por completo una cantidad dada de calor en trabajo. La segunda ley de la termodinámica se ocupa de este problema y aunque su contenido pueda parecer abstracto, su aplicación ha demostrado ser extremadamente práctica.