Energía interna

La primera ley de la termodinámica

La energía interna (U) es la suma de las energías cinética y potencial de todas las partículas del sistema. No se mide de forma absoluta; se mide su cambio: ΔU = q + w, donde q es el calor y w el trabajo, ambos positivos si entran al sistema y negativos si salen.

Ejemplo resuelto: un gas absorbe 500 J de calor y se expande, realizando 200 J de trabajo sobre el entorno. Entonces q = +500 J y w = −200 J, y ΔU = 500 − 200 = +300 J. Si el mismo gas se comprimiera con 200 J de trabajo del entorno, ΔU sería +700 J.

La energía interna es una función de estado: su cambio depende solo del estado inicial y del final, no del camino. El calor y el trabajo, en cambio, no lo son. En un sistema aislado, ΔU = 0: la energía se conserva.

Error típico

Asignar signo positivo al trabajo que realiza el sistema. Con esta convención, el trabajo hecho por el sistema es negativo, pues le resta energía; hay textos que usan la convención contraria, así que conviene leer el enunciado.