La primera ley de la termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma de una forma a otra. Para los sistemas aislados, la variación de la energía interna es igual al trabajo aplicado. Para los sistemas no aislados, parte de la energía se transforma en calor que puede entrar o salir del sistema. La termodinámica es fundamental para la ingeniería, ya que permite transformar la energía en formas útiles y estudiar cómo crear productos a partir de materias primas aprovechando sus prop

1. República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
Instituto Universitario Politécnico “SANTIAGO MARIÑO”
Cabimas- Edo. Zulia
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QUIMICA
Cabimas, Junio del 2022

3. PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La energía sólo se transforma de un tipo a otro. Cuando desaparece una clase de
energía debe producirse una cantidad equivalente de otra clase. Un cuerpo puede
tener cierta velocidad. Tener velocidad implica energía cinética. Si pierde velocidad
pierde energía cinética; que se transforma en otro tipo de energía. La conversión
puede ser a energía potencial (si adquiere altura), energía calorífica (si existe algún
tipo de rozamiento que provoca que se caliente), etc.
El primer principio de la termodinámica permite definir el postulado de la primera ley
de la termodinámica:
->Si a cualquier sistema adiabático, le suministramos una cierta cantidad de energía
mecánica W, esta energía sólo provoca un incremento en la energía interna del
sistema U. De manera que:
PRIMERA LEY DE TERMODINÁMICA PARA SISTEMAS NO AISLADOS
Si el sistema no está aislado esta igualdad no se cumple y el sistema sufre una
variación de calor.
Para la primera ley de la termodinámica, no hay un paso trivial de la concepción
física desde la vista del sistema cerrado a una vista del sistema abierto. Para los
sistemas cerrados, los conceptos de un recinto adiabático y de una pared adiabática
son fundamentales. La materia y la energía interna no pueden penetrar o penetrar
en tal pared. Para un sistema no aislado, hay un muro que permite la penetración
de la materia. En general, la materia en movimiento difusivo lleva consigo algo de
energía interna. Algunos cambios de energía potencial microscópica acompañan el
movimiento. Un sistema abierto no está adiabáticamente cerrado. Hay algunos
casos en los que un proceso para un sistema no aislado puede, para fines
particulares, considerarse como si fuera un sistema aislado.

4. En un sistema abierto, por definición, hipotética o potencialmente, la materia puede
pasar entre el sistema y su entorno. Pero cuando, en un caso particular, el proceso
de interés involucra sólo hipotética o potencial pero no pasaje real de la materia, el
proceso puede considerarse como si fuera para un sistema cerrado.
CRITERIO DE SIGNOS
W es el trabajo realizado sobre o por el sistema. Si el trabajo lo realiza el sistema,
W es negativo. Si el trabajo se realiza sobre el sistema, W es positivo.
ΔQ es la cantidad de calor absorbido o emitido por una máquina térmica. Si la
transferencia neta de calor es hacia el sistema, ΔQ será positiva. Si la transferencia
de energía neta sale del sistema, ΔQ será negativa.
Este criterio de signos es importante, ya que varía en función del autor.
¿QUÉ ES UN SISTEMA ADIABÁTICO?
Un proceso adiabático es aquel en el que el sistema no intercambia calor con su
entorno. Está en equilibrio térmico. Un proceso adiabático que es, además,
reversible, es un proceso isentrópico. El término adiabático hace referencia a
volúmenes que impiden la transferencia de calor con el entorno. Una pared aislada
se aproxima bastante a un límite adiabático. Un proceso adiabático se realiza con
una variación de calor constante. En un proceso isobárico se realiza a presión
constante.

5. ¿QUÉ ES LA ENERGÍA INTERNA?
La energía interna es la energía necesaria para crear un sistema en ausencia de
cambios en la temperatura o el volumen. Joule realizó un experimento en el que
concluía que la energía transferida en una máquina térmica pasaba a formar parte
de la energía interna de la máquina. Estas experiencias sirven para extender esta
observación a todo sistema termodinámico y postular que: si a cualquier sistema
aislado, le suministramos una cierta cantidad de energía mecánica W, ésta sólo
provoca un incremento en la energía interna del sistema U, por la cantidad U de
manera que:
La variación de energía interna es igual al trabajo suministrado.
Esta igualdad que se aplica al sistema aislado, constituye la definición de la energía
interna U. La energía interna, en el sistema internacional de unidades se mide en
julios (J). La existencia de esta cantidad para cualquier sistema es el postulado
conocido como: el primer principio de la termodinámica.

6. La entalpía se define por H = U + PV
: donde P y V son la presión y el volumen, y U es la energía interna. El concepto de
la entalpía es paralelo al primer principio en un sistema a presión constante.

7. La primera ley de la termodinámica es lo mismo que la ley de la conservación de
la energía. Este principio establece que:
+En un sistema aislado la energía ni se crea ni se destruye. Sólo sufre
transformaciones.
+Si a un sistema se le aplica un trabajo mecánico, su energía interna varía.
+Si el sistema no está aislado, parte de la energía se transforma en calor que
puede salir o entrar en el sistema.
+Un sistema aislado es un sistema adiabático. El calor no puede ni entrar ni salir.
No se realiza ninguna transferencia de calor.
IMPORTANCIA DENTRO DEL CAMPO DE LA INGENIERÍA
Con el concepto de termodinámica claro podemos intuir rápidamente la importancia
que ésta tiene para la vida cotidiana y para hacer que las cosas funcionen. Un
antiguo dicho de la Organización de Ingenieros Civiles de Inglaterra que se formó
durante la Revolución Industrial lo deja muy claro:

8. De modo que la termodinámica es importantísima en el estudio y ejecución de la
ingeniería, ya que permite modificar las fuerzas de la naturaleza y nuestro entorno
en beneficio nuestro, permitiendo transformar la energía a una que podamos utilizar
directamente, o para hacer que las máquinas funcionen y realicen trabajos que
requieren gran inversión de recursos humanos.
La termodinámica es básica para predecir propiedades de sustancias y mezclas de
sustancias, lo que permite al ingeniero químico realizar procesos industriales y sacar
beneficio de las materias primas, creando de esta manera productos que serán
utilizados y consumidos por la población.
En una experiencia personal hace muchos años atrás, cuando aún era estudiante
de ingeniería química en el campus de la Universidad de Carabobo, un profesor de
procesos petroquímicos, el Ing. Abdul Gazzan, nos comentaba en clases que la
columna vertebral de la ingeniería química son los fenómenos de transporte, pero
lo que realmente le da sentido al estudio de los fenómenos de transporte es la
termodinámica. Utilizando una analogía gastronómica para explicarlo, decía que los
fenómenos de transporte son por ejemplo un platillo suculento, pero la
termodinámica son las especies que le dan su delicioso sabor. Así de importante es
la termodinámica para la ingeniería química.
Podemos concluir entonces que la termodinámica es sumamente importante para
el estilo de vida actual de la especie humana, ya que permite estudiar cómo crear
productos u obtener energía o trabajo basados en materias primas y sus
propiedades, mediante la modificación de magnitudes como la presión y la
temperatura. Así como también, el estudio y el aprovechamiento de la energía de
las fuerzas de la naturaleza o la energía almacenada dentro de ciertos elementos,
materiales o sustancias químicas, ayudando de este modo al ingeniero químico a
aprovechar las propiedadestermodinámicas de los elementos para optimizar su uso
al máximo.