Primera Ley de la Termodin�mica

La primera ley de la termodin�mica, es la aplicaci�n del principio de conservaci�n de la energ�a, a los procesos de calor y termodin�mico:


La primera ley hace uso de los conceptos claves de energ�a interna, calor, y trabajo sobre un sistema. Usa extensamente el estudio de los motores t�rmicos. La unidad est�ndar de todas estas cantidades es el julio, aunque algunas veces se expresan en calor�as o BTU.

En los textos de Qu�mica es t�pico escribir la primera ley como ΔU=Q+W. Por supuesto que es la misma ley, -la expresi�n termodin�mica del principio de conservaci�n de la energ�a-. Exactamente se define W, como el trabajo realizado sobre el sistema, en vez de trabajo realizado por el sistema. En un contexto f�sico, el escenario com�n es el de a�adir calor a un volumen de gas, y usar la expansi�n de ese gas para realizar trabajo, como en el caso del empuje de un pist�n, en un motor de combusti�n interna. En el contexto de procesos y reacciones qu�micas, suelen ser mas comunes, encontrarse con situaciones donde el trabajo se realiza sobre el sistema, mas que el realizado por el sistema.

Energ�a Interna en la Identidad Termodin�mica
�ndice

Conceptos sobre Motores T�rmicos
 
HyperPhysics*****Termodin�micaM Olmo R Nave
Atr�s





Entalp�a

En la termodin�mica de reacciones qu�micas y en los procesos no c�clicos son �tiles cuatro cantidades llamadas "potenciales termodin�micos". Estos son la energ�a interna, la entalp�a, la energ�a libre de Helmholtz y la energ�a libre de Gibbs. La entalp�a se define por

H = U + PV

donde P y V son la presi�n y el vol�men, y U es la energ�a interna. La entalp�a es por tanto una variable de estado medible de forma precisa, puesto que se define en funci�n de las otras tres variables de estado medibles de forma precisa. Es algo paralelo a la primera ley de la termodin�mica en un sistema a presi�n constante

Q = ΔU + PΔV puesto que en este caso Q=ΔH

Se trata de una cantidad �til en el seguimiento de las reacciones qu�micas. Si como resultado de una reacci�n exot�rmica se libera un poco de energ�a de un sistema, tiene que aparecer de alguna forma medible en funci�n de las variables de estado. Un incremento de la entalp�a H = U + PV se deber�a asociar con un incremento en la energ�a interna que podr�a medirse por la calorimetr�a, o por el trabajo realizado por el sistema, o por una combinaci�n de los dos.

La energ�a interna U podr�a considerarse como, la energ�a necesaria para crear un sistema en ausencia de cambios en la temperatura o el volumen. Pero si el proceso cambia el volumen, como en las reacciones qu�micas que producen productos gaseosos, entonces se debe realizar trabajo para producir cambio en el volumen. En un proceso a presi�n constante, el trabajo que debemos realizar para producir un cambio de volumen ΔV es PΔV. Por tanto el t�rmino PV se puede interpretar como el trabajo que se debe hacer para "crear espacio" para el sistema, si se presume que empez� con un volumen cero.

Tabla de Cambios de Entalp�a
�ndice

Conceptos sobre Energ�a Interna
 
HyperPhysics*****Termodin�micaM Olmo R Nave
Atr�s





Trabajo del Sistema

Normalmente es un gas el que realiza el trabajo en un sistema termodin�mico. El trabajo realizado por un gas a presi�n constante es:

Si la presi�n no es constante, el trabajo se visualiza como el �rea bajo la curva de presi�n-volumen, que representa el proceso que est� teniendo lugar. La expresi�n mas general para el trabajo realizado es:


El trabajo realizado por un sistema disminuye la energ�a interna del sistema, como se indica en la primera ley de la termodin�mica. El trabajo del sistema es un aspecto importante en el estudio de los motores t�rmicos.

�ndice

Conceptos sobre Motores T�rmicos
 
HyperPhysics*****Termodin�micaM Olmo R Nave
Atr�s