El origen de la Primera Ley de la Termodinámica se fundamenta en la Ley de la Conservación de la Energía, la cual abarca todos los posibles cambios energéticos. Este principio establece que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
La Primera Ley de la Termodinámica postula que, cualquiera que sea la transformación o cambio que experimente un sistema, la cantidad de calor (Q) que el sistema recibe o cede es igual a la suma del trabajo exterior (W) y de la variación de la energía interna (ΔU).
Tipos de Sistemas Termodinámicos
Un sistema termodinámico es un área restringida, con límites reales o imaginarios, donde ocurren transformaciones termodinámicas.
Sistema Aislado
No permite el intercambio de materia ni de energía con su entorno.
Sistema Cerrado
No permite el intercambio de materia, pero sí de energía.
Sistema Abierto
Permite el intercambio de materia y energía.
Sistema Químico
Las interacciones se deben principalmente a presiones.
Conceptos Energéticos Clave en Termodinámica
Energía Térmica
Es la energía que fluye de un cuerpo a otro debido a su diferencia de temperatura.
Energía Interna (U)
Es la energía total contenida en el sistema, que incluye la suma de las energías cinética, potencial, eléctrica, nuclear, química, etc.
Trabajo (W)
Ocurre cuando hay una variación de volumen. Se define como la fuerza (presión) ejercida en un sistema que genera un desplazamiento.
Transformaciones Termodinámicas Fundamentales
Transformación Isobárica
Se realiza a presión constante.
Transformación Isocora
Se realiza a volumen constante. En este caso, el trabajo (W) es cero, y el calor (Q) que fluye se usa para variar la energía interna (ΔU) del sistema.
Transformación Adiabática
Tiene lugar cuando no hay transferencia de calor (Q = 0). El trabajo (W) es igual y de sentido contrario a la variación de la energía interna (ΔU).
Transformación Isotérmica
Se realiza a temperatura constante.
Entropía (S): Medida del Desorden
La Entropía (S) es la medida del desorden o la aleatoriedad de un sistema. Representa el estado más probable de todas las posibilidades estadísticas del sistema, por lo tanto, este concepto tiene múltiples aplicaciones en diversas áreas.