Este documento contiene las respuestas a nueve preguntas sobre la Primera Ley de la Termodinámica. Explica las convenciones de signo para el trabajo y el calor, los diferentes tipos de procesos (isotérmico, cuasiestático y adiabático), y cuándo ocurre un intercambio de calor o trabajo en cada proceso. También describe que el estado final es el mismo para cualquier proceso debido a la conservación de la energía según la Primera Ley.

1. Respuestas de la Primera Ley De La Termodinámica
1. ¿Cuáles son las convenciones de signo para el trabajo y el calor en la primera ley
de la Termodinámica?
Respuesta:
Si se le suministra calor 푄 al sistema este
se asume como positivo y si el calor se
transfiere del sistema a los alrededores es
negativo. Es decir:
q > 0: se transfiere calor del entorno al
sistema
q < 0: se transfiere calor del sistema al
entorno
Cuando el trabajo 푊 es hecho por el
sistema este se considera positivo y si el
trabajo se hace sobre el sistema es negativo.
Es decir:
w > 0: el entorno efectúa trabajo sobre
el sistema
w < 0: el sistema efectúa trabajo sobre
el entorno.
2. ¿Por qué se definen así estas convenciones?
Respuesta:
Ya que se debe establecer un estado de referencia inicial y a partir de ahí se
estudia un estado particular de un sistema, es decir, como la ecuación de la primera
ley dice que la suma de todos los calores es igual a la suma de todos los trabajos
que atraviesan un sistema cuando éste cumple con un ciclo. Esta suma de calores y
trabajos, debe hacerse en forma algebraica es decir, debe tomarse en cuenta los
signos tanto de los trabajos como de los calores.
3. ¿Cuándo ocurre que ?
Respuesta:
La energía de un sistema termodinámico está compuesta por la energía
mecánica, energía cinética y la energía potencial; además de la energía interna
generada por el movimiento de interacción de las partículas a corta distancia, que
constituyen el sistema. Entonces, la energía no se crea, sino que se transforma,

2. siendo durante esta transformación cuando se ponen de manifiesto las diferentes
formas de energía.
4. Ejemplificar un móvil perpetuo de primera especie y explicar por qué viola la
primera ley de la termodinámica.
Respuesta:
Por definición el movimiento perpetuo describe el movimiento que continúa
indefinidamente sin ninguna fuente externa de energía, imposible en la práctica
debido a la fricción. Y una máquina de movimiento perpetuo de primera especie
produce trabajo sin el aporte de energía externa y sujeta a ninguna perdida, además
está creando energía de la nada y pasado el tiempo seguirá funcionando sin
detenerse. Por lo tanto, viola la primera ley de la termodinámica que es la “ley de
conservación de la energía”. Además en cualquier sistema aislado, no se puede crear
una nueva energía
5. Considere un diagrama P - V para un sistema cerrado. Describa las trayectorias o
rutas que el sistema seguirá si se expande desde un volumen hasta un
volumen para proceso isotérmico, un proceso cuasiestático y un proceso
adiabático.
Respuesta:
El volumen aumenta de A a B y la presión y
la temperatura disminuyen de 푝1 푎 푝2 푦 푇1 푎 푇2
respectivamente.
En el proceso adiabático es en el que hay
intercambio de calor entre el sistema termodinámico
y el entorno. Si un gas pasa del estado inicial A
hasta el estado final B se produce una expansión
adiabática.
El proceso isotérmico es el que se realiza a
temperatura constante, si un gas pasa del estado
inicial A hasta el estado final B (fig.) se produce
una expansión isotérmica.

3. En un proceso cuasi-estático el proceso es reversible
6. ¿Para qué proceso el sistema realiza más trabajo?
Respuesta:
En el proceso Isotérmico el sistema ha realizado un trabajo, pero la
temperatura no ha variado.
En un proceso cuasi-estático el trabajo disipativo es nulo.
En el proceso adiabático el sistema realiza trabajo y la temperatura ha
descendido de 푇퐴 a 푇퐵
Δ푈 = −푊
En la gráfica anterior (expansión de A a B), el trabajo de expansión será el
área 푉퐴 − 퐴 − 퐵 − 푉퐵 si no hay trasvasijamiento y el área 푝퐴 − 퐴 − 퐵 − 푝퐵 en el
caso con trasvasijamiento. En ambos casos está el supuesto de compresión sin roce.
En un ciclo cerrado, si el ciclo se recorre en contra de los punteros del reloj,
el trabajo intercambiado es negativo (ciclo que absorbe trabajo).
7. ¿Para qué proceso hay intercambio de calor? ¿Se agrega o se quita?
Respuesta:
Como la temperatura no ha variado en un proceso isotérmico la variación de
energía interna es nula y por el primer principio el calor es igual al trabajo
producido
Δ푈 = 0
En un proceso cuasi-estático no hay disipación de calor
En el proceso adiabático hay intercambio de calor entre el sistema
termodinámico y el entorno entonces 푄 = 0
8. ¿Es el estado final del sistema el mismo después de cada proceso?
Respuesta:
Al final de cualquier proceso de transformación energética nunca puede
haber más o menos energía que la que había al principio, siempre se mantiene. La
energía no se destruye, es decir el estado final es el mismo ya que se debe cumplir

4. el principio de conservación de la energía, o sea la primera Ley de la
Termodinámica.
9. Obtenga las expresiones para el trabajo realizado por el sistema para cada uno de
los procesos antedichos.
Respuesta:
Proceso isotérmico: ⟹ 푊 = 푄
Proceso cuasi-estático: ⟹ 푊 = 0
Proceso adiabático: ⟹ 푊 = −Δ푈