¿Cuando hay energía interna en un sistema?

Se denomina energía interna del sistema a la suma de las energías de todas sus partículas. En un gas ideal las moléculas solamente tienen energía cinética, los choques entre las moléculas se suponen perfectamente elásticos, la energía interna solamente depende de la temperatura.

La energía interna es el resultado de la contribución de la energía cinética de las moléculas o átomos que lo constituyen, de sus energías de rotación, traslación y vibración, además de la energía potencial intermolecular debida a las fuerzas de tipo gravitatorio, electromagnético y nuclear.

La energía interna de un cuerpo es la suma de todas las energías de las partículas que lo componen. La temperatura es una magnitud que mide el grado de agitación de las partículas que componen un objeto, es decir, mide el valor medio de la energía cinética de todas las partículas.

Un cambio en la energía interna de un sistema puede modificar la energía potencial o la energía cinética de las partículas: Si cambia la energía potencial, se habla de cambio de estado. Si cambia la energía cinética, se habla de cambio de temperatura.

La energía interna no es más que el número de moléculas multiplicado por la energía mecánica promedio por molécula. Por lo tanto, para n moles de un gas monoatómico ideal, E int = n N A ( 3 2 k B T ) = 3 2 n R T . E int = n N A ( 3 2 k B T ) = 3 2 n R T .

La energía interna es una propiedad extensiva: depende del tamaño del sistema, o de la cantidad de sustancia que contiene . A cualquier temperatura superior al cero absoluto, la energía potencial microscópica y la energía cinética se convierten constantemente entre sí, pero la suma permanece constante en un sistema aislado (cf.

Ejemplos de energía interna son la temperatura y el estado de una sustancia . Por ejemplo, la energía interna del agua depende de si está en estado sólido, líquido o gaseoso y de su temperatura. El agua líquida tiene más energía interna que el cobre sólido a la misma temperatura debido a su estado.

Primera ley de la Termodinámica

Si el sistema experimenta una transformación cíclica, el cambio en la energía interna es cero, ya que se parte del estado A y se regresa al mismo estado, DU=0.

entalpía: En termodinámica, una medida del contenido de calor de un sistema químico o físico. energía interna: Una propiedad característica del estado de un sistema termodinámico, cuyo cambio es igual al calor absorbido menos el trabajo realizado por el sistema.

Podemos concluir que la variación de energía interna de un sistema, es igual a la suma del intercambio de calor entre el sistema y los alrededores y el trabajo realizado por (o sobre) el sistema.

Resumiendo: si Q > 0 (el sistema absorbe calor) el sistema aumenta su energía interna. Si en cambio cede calor, Q < 0, el sistema disminuye su energía interna. Si L > 0 (el sistema realiza trabajo) disminuye la energía interna del sistema.

La primera ley establece que el cambio de energía interna de ese sistema viene dado por Q − W Q − W . Dado que el calor añadido aumenta la energía interna de un sistema, Q es positivo cuando se añade al sistema y negativo cuando se retira de este.

Cuando se realiza trabajo sobre el sistema, la energía interna del sistema aumenta. Al igual que el calor, el cambio de energía debido al trabajo siempre ocurre como parte de un proceso: un sistema puede hacer trabajo, pero no contiene trabajo.

Al aumentar la temperatura de un sistema, aumenta su energía interna, reflejada en el aumento de la energía térmica del sistema completo, o de la materia estudiada.

La energía se puede medir y se mide en julios (J) según el Sistema Internacional de Unidades.

Las formas de la energía

Al no haber intercambios de calor ni trabajo con los alrededores, la energía interna del sistema no puede variar. En el caso concreto de los gases ideales, la expansión a U constante no conlleva ningún cambio en la temperatura, por lo que el coeficiente de Joule de los gases ideales es 0 3.

Signo positivo (+), para el trabajo y el calor que entran al sistema e incrementan la energía interna. Signo negativo (-), para el trabajo y el calor que salen del sistema y disminuyen la energía interna. ​

La variación de energía de un sistema termodinámico cerrado es igual a la diferencia entre la cantidad de calor y la cantidad de trabajo intercambiados por el sistema con sus alrededores.

Si ∆ H > 0 significa que se le ha suministrado calor al sistema. Sí ∆ H < 0 significa que el sistema desprende calor, disminuyendo su contenido calórico.

La entalpía (H) es una medida de la energía de un sistema; consiste en la suma de su Energía interna y el producto de su presión y volumen. La entalpía tiene las unidades J mol^-1 o kJ mol^-1.

El calor que absorbe o libera un sistema sometido a presión constante se conoce como entalpía, y el cambio de entalpía que se produce en una reacción química es la entalpía de reacción.

La energía interna es la energía que tiene una sustancia debido a su temperatura, que es esencialmente a escala microscópica la energía cinética de sus moléculas. El calor se considera positivo cuando fluye hacia el sistema, cuando incrementa su energía interna.

De acuerdo con la tercera ley de la termodinámica, la entropía de una sustancia cristalina perfecta es cero a la temperatura del cero absoluto.

Cuando el sistema libera calor, dQ es negativo y la entropía disminuye. Si tomamos como ejemplo un cuerpo temperatura, TC, en contacto con uno de temperatura menor, TF, en el que Q fluye del lado caliente al frío, entonces para todo el proceso ΔS = Q/ TF - Q/ TC > 0 Es claramente positivo porque TF < TC.

Las colisiones de las moléculas del gas con el pistón que retrocede hacen que las moléculas del gas se muevan más lento, lo que disminuye la energía interna del gas.