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180 FÍSICA GENERALPRIMERA LEYDE LA TERMODINÁMICA20CALOR (∆Q) es la energía térmica que fluye de un cuerpo o sistema a otro, con el que está en contacto, debido a ladiferencia de sus temperaturas. El calor siempre fluye del cuerpo más caliente al más frío (es decir, de la temperaturamás alta a la temperatura más baja). Para que dos objetos en contacto estén en equilibrio térmico mutuo (es decir,para que no haya transferencia neta de calor de uno a otro), sus temperaturas deben ser la misma. Si cada uno deestos dos objetos está en equilibrio térmico con un tercero, entonces los dos están en equilibrio térmico entre sí. (Aeste hecho con frecuencia se le refiere como la Ley Cero de la termodinámica.)LA ENERGÍA INTERNA (U ) de un sistema es la energía total contenida en el sistema. Es la suma de todas lasformas de energía que poseen los átomos y moléculas del sistema.EL TRABAJO EFECTUADO POR UN SISTEMA (∆W ) es positivo si por ello el sistema pierde energía hacia susalrededores. Cuando los alrededores efectúan trabajo sobre el sistema, de modo que le proporcionan energía, ∆W esuna cantidad negativa. En una pequeña expansión ∆V, un fluido a presión constante P efectúa un trabajo dado por∆W P∆VLA PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA es una afirmación de la ley de la conservación de la energía.Establece que, si una cantidad de calor ∆Q fluye dentro de un sistema, entonces esta energía debe aparecer como unincremento de la energía interna ∆U del sistema yo como un trabajo ∆W efectuado por el sistema sobre sus alrededores.Representada en una ecuación, la primera ley es∆Q ∆U ∆WUN PROCESO ISOBÁRICO es un proceso que se realiza a presión constante.UN PROCESO ISOVOLUMÉTRICO es un proceso que se realiza a volumen constante. Cuando un gas experimentadicho proceso,∆W P∆V 0y así la primera ley de la termodinámica se vuelve∆Q ∆UCualquier calor que fluya dentro del sistema aparece como un incremento en la energía interna del sistema.UN PROCESO ISOTÉRMICO es un proceso a temperatura constante. En el caso de un gas ideal donde los átomoso moléculas constituyentes no interactúan, ∆U 0 en un proceso isotérmico. Sin embargo, para muchos otrossistemas esta condición no se cumple. Por ejemplo, ∆U 0 cuando el hielo se funde a 0 ºC, aun cuando el procesosea isotérmico.Para un gas ideal, ∆U 0 en un cambio isotérmico y por consiguiente la primera ley de la termodinámica es∆Q ∆W (gas ideal)Para un gas ideal que cambia isotérmicamente de (P 1, V 1) a (P 2, V 2), donde P 1V 1 P 2V 2,Aquí, ln es el logaritmo de base e.UN PROCESO ADIABÁTICO es aquel en el que no se transfiere calor hacia o desde el sistema. Para este caso,∆Q 0. Por consiguiente, en un proceso adiabático, la primera ley queda:180www.FreeLibros.com