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Primera ley termodinamica

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Primera ley termodinamica

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La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea, ni se destruye, sino que se conserva.

Created by

Sara Martinez Martinez
Sara Martinez Martinez
Mexico

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Primera ley termodinamica
 

Primera ley termodinamicaOnline version

La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea, ni se destruye, sino que se conserva.

by Sara Martinez Martinez
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PRIMERA LEY

2

HISTORIA

Historia

El primer principio de termodinámica fue propuesto por Nicolas Léonard Sadi Carnot en 1824, en su obra Reflexiones sobre la potencia motriz del fuego y sobre las máquinas adecuadas para desarrollar esta potencia, en la que expuso los dos primeros principios de termodinámica. Esta obra fue incomprendida por los científicos de su época, y más tarde fue utilizada por Rudolf Clausius y Lord Kelvin para formular, de una manera matemática, las bases de la termodinámica.

Durante la década de 1840, varios físicos entre los que se encontraban Joule, Helmholtz y Meyer, fueron desarrollando esta ley. Sin embargo, fueron primero Clausius en 1850 y Thomson (Lord Kelvin) un año después quienes escribieron los primeros enunciados formales.

3

fórmula

El primer principio de la termodinámica​ es un principio que refleja la conservación de la energía en el contexto de la termodinámica y establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien este intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, este principio permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. En palabras simples: la energía total del universo se mantiene constante. No se crea ni se destruye, solo se transforma.

La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente:

𝐸entra−𝐸sale=Δ𝐸sistema,

que aplicada a la termodinámica, queda de la forma

Δ𝑈=𝑄−𝑊,

donde U es la energía interna del sistema (aislado), Q es la cantidad de calor aportado al sistema y W es el trabajo realizado por el sistema. Esta última expresión es igual de frecuente encontrarla en la forma Δ𝑈=𝑄+𝑊. 

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Aplicaciones

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 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:

Δ𝑈=𝑄+𝑊

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.

5

Aplicaciones

Sistemas abiertos[editar]

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 de frontera.

La ecuación general para un sistema abierto en un intervalo de tiempo es:

Q+W+∑inmin(h+12V2+gz)in−∑outmout(h+12V2+gz)out=ΔUsistema

O igualmente;

Q−W+∑inminθin−∑outmoutθout=ΔUsistema,

donde;

in representa todas las entradas de masa al sistema.out representa todas las salidas de masa desde el sistema.θ es la energía por unidad de masa del flujo y comprende la entalpía, energía potencial y energía cinética: θ=h+12V2+gzLa energía del sistema es:Esistema=U+12mV2+mgzLa variación de energía del sistema en el intervalo de tiempo considerado es: ΔEsistema=∫t0tdEdtdt
6

sistema aislado

Sistema aislado

Es aquel sistema en el cual no hay intercambio ni de masa ni de energía con el exterior

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Ejemplos

 
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