Primer principio de la termodinámica

  • Definición

    Cuando un sistema experimenta una serie de transformaciones que le conducen a un estado final idéntico al inicial, el calor intercambiado en el proceso es igual, en valor absoluto, al trabajo intercambiado.

  • Energía interna

    Es la energía que almacena un cuerpo en una transformación y es la diferencia (o suma en valores con su signo) entre el trabajo y el calor intercambiados: . En un gas ideal la energía interna es función exclusiva de la temperatura, lo que implica que:

    En transformaciones isotermas siempre.

    Si dos puntos tienen la misma temperatura, tienen la misma energía interna.

    U es una función de estado por lo que en todo proceso cíclico.

    En un proceso a volumen constante todo el calor suministrado se convierte íntegramente en energía interna .

  • Calor intercambiado en un cambio de estado

    Siendo o los calores latentes de vaporización y fusión respectivamente, será: siendo m la masa.

  • Entalpía

    Se define como . Es una forma de energía y es función de estado. La entalpía también se puede expresar en forma diferencial como: . Igual que U, en un gas ideal tampoco varía en isotermas

    En transformaciones isotermas siempre.

    Si dos puntos tienen la misma temperatura, tienen la misma energía interna.

    es una función de estado por lo que en todo proceso cíclico.

    En un proceso a volumen constante todo el calor suministrado se convierte íntegramente en energía interna .

    En un proceso a presión constante todo el calor suministrado se convierte íntegramente en entalpía .

  • Entalpía y energía interna entre dos puntos CUALESQUIERA

    En un gas ideal las variaciones de energía interna y de entalpía siempre cumplen, INDEPENDIENTEMENTE DEL PROCESO:

  • Ley de Mayer

    Implica que y la consecuencia es que entre dos mismos puntos A y B, se verifique: .

  • Transformaciones

    • isocora
      • Definición

        Volumen constante

      • Propiedades

        , que implica que (no hay trabajo). Y por tanto: .

      • Curva

        recta vertical

    • isoterma
      • Definición

        Temperatura constante

      • Propiedades

        , , y por tanto

      • Curva

        hipérbola equilátera: pV =Cte

    • isobara
      • Definición

        Presión constante

      • Propiedades

        , y por tanto:

      • Curva

        recta horizontal

    • adiabática
      • Definición

        Sin intercambio de calor

      • Propiedades

        , y por tanto: .

      • Curva

        hipérbola de grado superior

  • Trabajo en una isoterma