Observa el siguiente video de Los Simpson:
Y ante esta orden de Homero, te preguntarás...¿Y cuáles son esas leyes? Bueno, ahora veremos la más importante:Primera Ley de Termodinámica o Ley de la conservación de la Energía
"La energía se puede convertir de una forma a otra, pero no se puede crear ni destruir", es decir, la famosa frase "la energía ni se crea ni se destruye, simplemente se transforma". Esto trae un gran problema: ¿ Cómo se demuestra que realmente eso ocurre? Lamentablemente, no se puede de forma directa; pero los científicos han observado que si se mide la energía interna, representada por U, que es la energía total del sistema (Petrucci, 2003), y puede ser medida, desde un estado inicial hasta uno final, es decir, su variación o cambio.
De ahí se deriva:
Donde ∆E es variación de energía del
sistema; Ef
energía final; y Ei, energía inicial.Como la energía interna representa el calor y trabajo que ha intercambiado el sistema con el exterior, existe una relación entre estas tres, las cuales explican esta ley, a saber:
De ahí se derivan importantes conclusiones:
- Toda la energía que llega la sistema tiene signo positivo, es decir, el calor que llega al sistema así como el trabajo que se realiza hacia él, son mayores a cero. q>0 y w>0.
- Toda energía que realiza el sistema tiene signo negativo: el trabajo efectuado por el sistema y el calor que este cede al exterior son menores a cero. q<0 y w<0.
- La energía interna del sistema se modifica según la energía que entre o salga. Si entra más energía al sistema, ▲U es positivo; si la energía sale en mayor cantidad a la que entra, ▲U es negativo.
- Variables en función del estado: son aquellas propiedades que tienen un valor único cuando el estado del sistema se ha especificado o definido, las cuales no dependen de como este estado se ha alcanzado, es decir, depende de las condiciones finales e iniciales del sistema. Como observarás en la lámina anterior, estas son volumen, presión y temperatura.
- Variables en función de la trayectoria: Son aquellas que dependen del camino o trayectoria seguida por el sistema cuando ocurre un cambio, es decir, dependen si el cambio ocurre hacia el sistema o hacia el exterior o alrededores. Son funciones de trayectoria, el calor y el trabajo.
Aulactividad: revisa en enlaces de interés, ubicado en la parte izquierda del blog, el laboratorio de Demostraciones, y revisa un experimento de calor y energía. Copia en el cuaderno de qué trata y tu opinión al respecto.
