Primer principio de la termodinámica

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También conocido como principio de conservación de la energía; la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará. Visto de otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Antoine Lavoisier [1].

La ecuación general del primer principio o de la conservación de la energía es

ΔEsist= Eent − Esal Eent: energía que entra al sistema Esal: energía que sale del sistema y finalmente: ΔEsist es la variación total de energía del sistema.

Pero en termodinámica la expresión se usa de la siguiente manera:

Q= ΔU+W

Q representa el calor absorbido por el sistema,

ΔU representa la variación de la energía interna del sistema y,

W es el trabajo realizado por el sistema.

Algunas implicaciones de este principio.

De una manera general, la energía mecánica total de un sistema disminuye con el frotamiento y los choques. Si por ejemplo, se frena un cuerpo durante su caída por un plano inclinado, de forma que su velocidad permanezca constante, se producirá una disminución de su energía potencial sin que aumente su energía cinética. Pero, en todos los fenómenos de esta naturaleza se produce calor. Así el fósforo de las cerillas se inflama por frotamiento, las herramientas se calientan al labrar los metales, etc. Sí una bala de plomo se dispara contra una placa de acero, se puede alcanzar, en el momento del choque, una temperatura superior a su punto de fusión. El calor debe, por consiguiente, considerarse como una forma de energía, hipótesis que se ve corroborada por la posibilidad de producir trabajo mecánico consumiendo calor, por ejemplo, en las maquinas de calor.