Este documento trata sobre conceptos básicos de la termodinámica como el calor, la temperatura, la primera ley de la termodinámica y el equilibrio térmico. Explica que el calor es la transferencia de energía entre sistemas debido a los choques entre partículas, y que la temperatura está relacionada con la energía cinética de un sistema. Además, resume que la primera ley establece que la energía interna de un sistema cambia cuando hace trabajo o intercambia calor, y que dos sistemas alcanzan
2. CALOR
El calor no es una nueva forma de energía, es el nombre dado a una transferencia
de energía de tipo especial en el que intervienen gran número de partículas. Se
denomina calor a la energía intercambiada entre un sistema y el medio que le
rodea debido a los choques entre las moléculas del sistema y el exterior al mismo y
siempre que no pueda expresarse macroscópicamente como producto de fuerza
por desplazamiento. Es una energía en tránsito, en movimiento constante.
Cuando una sustancia incrementa su temperatura de TA a TB, el calor absorbido se
obtiene multiplicando la masa (o el número de moles n) por el calor específico c y
por la diferencia de temperatura TB-TA.
Q=nc(TB-TA)
3. TEMPERATURA
La temperatura es una magnitud referida a las nociones comunes de caliente,
tibio o frío que puede ser medida con un termómetro. En física, se define como
una magnitud escalar relacionada con la energía interna de un sistema
termodinámico, definida por el principio cero de la termodinámica. Más
específicamente, está relacionada directamente con la parte de la energía
interna conocida como «energía cinética», que es la energía asociada a los
movimientos de las partículas del sistema, sea en un sentido traslacional,
rotacional, o en forma de vibraciones. A medida de que sea mayor la energía
cinética de un sistema, se observa que éste se encuentra más «caliente»; es
decir, que su temperatura es mayor.
4. PRIMERA LEY DE LA
TERMODINÁMICA
La primera ley no es otra cosa que el principio de conservación de la energía
aplicado a un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le
corresponde una energía interna U. Cuando el sistema pasa del estado A al
estado B, su energía interna cambia en
DU=UB-UA
Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W,
expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da lugar a un cambio (disminución) de
la energía interna de sistema
DU=-W
También podemos cambiar el estado del sistema poniéndolo en contacto
térmico con otro sistema a diferente temperatura. Si fluye una cantidad de
calor Q del segundo al primero, aumenta su energía interna en
DU=Q
5. EQUILIBRIO TÉRMICO
Al poner en contacto dos cuerpos a distinta temperatura, el de mayor
temperatura cede parte de su energía al de menos temperatura hasta que
sus temperaturas se igualan. Se alcanza así lo que llamamos "equilibrio
térmico".