primera lay de la termodinamica

1. equipo 3
Luis Alberto Gonzales Guadarrama - 20990120
Eduardo Jacome Cerón- 20990208
Bryan Mendoza- 20990459
Valeria Guadalupe Ortiz López- 20990145
Amaury Portugal Muñetón- 17021095
Juselmi Jamilet Romero Sagrero- 20990183
Primera ley de la
termodinámica

2. La primera ley de la termodinámica relaciona el trabajo y el calor transferido
intercambiado en un sistema a través de una nueva variable termodinámica, la
energía interna. Dicha energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma.
Primera ley de la
termodinámica

3. Qué es la energía interna
de un cuerpo?
La energía interna de un sistema es una caracterización macroscópica de la energía
microscópica de todas las partículas que lo componen. Un sistema está formado por
gran cantidad de partículas en movimiento. Cada una de ellas posee:
energía cinética, por el hecho de encontrarse a una determinada velocidad
energía potencial gravitatoria, por el hecho de encontrarse en determinadas
posiciones unas respecto de otras
energía potencial elástica, por el hecho vibrar en el interior del sistema

4. Aplicaciones de la primera
ley de la termodinámica
Sistemas cerrados:
Un sistema cerrado es uno que no tiene entrada ni salida de masa, también es conocido como
masa de control
Q − W = ΔU
Donde Q es la cantidad total de transferencia de calor hacia o desde el sistema
(positiva cuando entra al sistema y negativa cuando sale de éste)
W es el trabajo total (negativo cuando entra al sistema y positivo cuando sale de éste) e
incluye trabajo eléctrico, mecánico y de frontera
U es la energía interna del sistema

5. • Sistemas abiertos
Un sistema abierto es aquel que tiene entrada y/o salida de
masa, así como interacciones de trabajo y calor con sus
alrededores, también puede realizar trabajo de frontera
• Sistema aislado
Es aquel sistema en el cual no hay intercambio ni de masa ni de
energía con el exterior
• Sistemas abiertos en estado estacionario
El balance de energía se simplifica considerablemente para
sistemas en estado estacionario (también conocido como estado
estable). En estado estacionario se tiene ΔEsistema = 0

6. Balance de energía
Es un conjunto de relaciones de equilibrio que cuantifica los fluidos del proceso de
producción, intercambio, transformación y consumo final de energía, expresados en
una unidad común Peta Joules (PJ), en un periodo anual dentro de un territorio
estatal, municipal o regional.

7. Es un sistema de objetos que contienen una forma de energía pueden transformar esa
forma en otra diferente; por ejemplo, un vehículo que consume combustible
transforma la energía del mismo en adquirir velocidad, es decir, energía cinética. La
Ley Fundamental de la Energía dice: “la energía ni se crea ni se destruye, sólo se
transforma”. Esto significa que conociendo la masa y la velocidad de un vehículo,
podríamos calcular la cantidad de combustible que ha consumido. A esta Ley también
se le llama Primer Principio de la Termodinámica.

8. Incremento de la energía
de un sistema
La variación de energía puede producirse de dos maneras:
Como una transferencia de energía de un sistema material a otro.
Como la transformación de una forma de energía en otra dentro de un
mismo sistema material.
La energía puede transformarse de unas formas en otras o transferirse de
unos cuerpos a otros, pero en conjunto, permanece constante.

9. Para arrojar una flecha a un blanco, se utiliza energía potencial, que es la que
logra tensar la cuerda. Una vez arrojada la flecha, la energía en cuestión se
transforma en cinética.

10. La energía potencial que adquiere la bola del extremo (por estar separada de
su posición de equilibrio y estar a cierta altura) se transforma en energía
cinética (produce movimiento) y ésta, a su vez se transforma en energía
potencial en la bola del extremo opuesto.

11. Los mecanismos de transferencia de energía son los procesos los cuales se
intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o entre diferentes
partes de un mismo cuerpo que están a distinta temperatura. El calor se transfiere
mediante convección, radiación o conducción.
La energía se puede transferir hacia o desde un sistema de en tres formas: calor,
trabajo y flujo masico. Las interacciones de energía se reconocen en las fronteras del
sistema cuando lo cruzan, y representan la energía que gana o pierde un sistema
durante un proceso. Las únicas dos formas de interacción de la energía relacionadas
con una masa fija o sistema cerrado son las transferencias de calor y de trabajo.
Mecanismos de
transferencia de energía

12. Transferencia de calor:
Q La transferencia de calor hacia un sistema (ganancia de calor) incrementa la
energía de las moléculas y por lo tanto la del sistema; asimismo, la transferencia de
calor desde un sistema (pérdida de calor) la disminuye, ya que la energía transferida
como calor viene de la energía de las moléculas del sistema.

13. Transferencia de trabajo:
W Una interacción de energía que no es causada por una diferencia de temperatura
entre un sistema y sus alrededores es trabajo. La transferencia de trabajo a un
sistema incrementa la energía de éste, mientras que la transferencia de trabajo desde
un sistema la disminuye, puesto que la energía transferida como trabajo viene de la
energía contenida en el sistema. Los motores de automóviles y las turbinas
hidráulicas, de vapor o de gas, producen trabajo mientras que los compresores, las
bombas y los mezcladores consumen trabajo.

14. Flujo másico:
m El flujo másico que entra y sale del sistema funciona como un mecanismo
adicional de transferencia de energía. Cuando entra masa a un sistema, la energía de
éste aumenta debido a que la masa lleva consigo energía. De igual modo, cuando
una cantidad de masa sale del sistema, la energía de éste disminuye porque la masa
que sale saca algo consigo. Por ejemplo, cuando cierta cantidad de agua caliente sale
de un calentador y es reemplazada por agua fría en la misma cantidad, el contenido
de energía del tanque de agua caliente (el volumen de control) disminuye como
resultado de esta interacción de masa.

15. El primer principio de la
termodinámica
El primer principio de la Termodinámica
tiene un contenido conceptual más amplio
que la mera conservación de la energía. A la
hora de establecer un enunciado del primer
principio de la termodinámica, uno de los
aspectos más difíciles es hacer una
formulación concisa sin perder información.

16. Primer Principio de la termodinámica o también conocido como
principio de conservación de la energía para 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.

17. ECUACION
Que aplicada a la termodinámica queda de la forma:
Donde U es la energía interna
del sistema (aislado), Q es la
cantidad de calor aportado al
sistema y W es el trabajo
realizado por el sistema.
(ΔU = variación de energía interna ; Q = calor ; W = trabajo mecánico)

18. SE AFIRMA:
Que para todo sistema existe una
función de estado denominada energía
interna que puede intercambiarse
mediante dos atributos, el calor y el
trabajo donde la energía no se crea ni se
destruye, rigiéndose sus intercambios
por una ecuación de balance.

19. El concepto de trabajo
termodinámico
El trabajo es la cantidad de energía transferida de un sistema a otro mediante una
fuerza cuando se produce un desplazamiento. Vamos a particularizar la expresión
general del trabajo para un sistema termodinámico concreto: un gas encerrado en
un recipiente por un pistón, que puede moverse sin rozamiento.
Por efecto de la presión (p) ejercida por el gas, el pistón sufre una fuerza F que lo
desplaza desde una posición inicial (A) a una posición final (B), mientras recorre
una distancia dx.

20. A partir de la definición de presión, se puede expresar F y el vector
desplazamiento dl en función de un vector unitario u, perpendicular a la
superficie de la siguiente forma:

21. Calculamos el trabajo realizado por
el gas desde el estado A al estado B
en este proceso:
El producto Sdx es la variación de
volumen (dV) que ha experimentado el
gas, luego finalmente se puede expresar:
En el Sistema Internacional el trabajo se mide en Julios (J).
El trabajo es positivo cuando lo realiza el gas (expansión)
y negativo cuando el exterior lo realiza contra el gas (compresión).

22. El trabajo en un diagrama p-V
Para calcular el trabajo realizado por un gas a partir de la integral anterior es necesario
conocer la función que relaciona la presión con el volumen, es decir, p(V), y esta función
depende del proceso seguido por el gas.
Si representamos en un diagrama p-V los estados inicial (A) y final (B), el trabajo es el área
encerrada bajo la curva que representa la transformación experimentada por el gas
El trabajo intercambiado por un gas depende de la
transformación que realiza para ir desde el estado inicial
al estado final.

23. Cuando un ciclo se recorre en sentido horario (ver parte izquierda de la figura), el trabajo
total realizado por el gas en el ciclo es positivo, ya que el trabajo AB (positivo) es mayor
en valor absoluto que el BA (negativo), por lo que la suma de ambos será positiva.
Por el contrario, si el ciclo se recorre en sentido antihorario el trabajo total es negativo.

24. https://www.youtube.com/watch?v=mm6TvgKamg4&ab_channel=EsCiencia
https://www.youtube.com/watch?v=EC8Ei-
39_e8&ab_channel=ScienzaEducaci%C3%B3n