¿Qué es la energía interna y entalpía?

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.

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.

La energía interna, de acuerdo al Primer Principio de la Termodinámica, se entiende como aquella vinculada con el movimiento aleatorio de las partículas dentro de un sistema. Por ejemplo: baterías, agitar un líquido, el vapor del agua.

La energía interna de un sistema se identifica con el movimiento aleatorio y desordenado de las moléculas; la energía total (interna) en un sistema incluye energía potencial y cinética.

El cambio de entalpía conceptualmente es la cantidad de calor liberada o absorbida cuando una reacción química se lleva a cabo a presión constante. Se representa con el signo ∆H, y se lee delta H.

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.

La energía interna de un cuerpo es la suma de la energía de todas las partículas que componen un cuerpo. Entre otras energías, las partículas que componen los cuerpos tienen masa y velocidad, por lo tanto tienen energía cinética interna.

La energía se puede medir y se mide en julios (J) según el Sistema Internacional de Unidades. El julio se define como el trabajo realizado por una fuerza de un newton en un desplazamiento de un metro en la dirección de la fuerza.

La energía interna es una propiedad extensiva: una propiedad de un sistema que depende de cómo sea este con respecto a su tamaño o masa. Su valor puede describirse como la suma de los valores de subdivisiones más pequeñas del sistema.

La entalpía (H) es una medida de la cantidad de energía térmica (calor) en un sistema químico. Se mide en J mol-1 o kJ mol-1. El cambio de entalpía (∆H) es la cantidad de energía térmica transferida durante una reacción química a presión constante. También se mide en J mol-1 o kJ mol-1.

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. ​

Se pueden distinguir siete tipos de energía.

La energía interna y la primera ley de la termodinámica. Creado por Sal Khan.

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.

Se refiere a la cantidad de calor o energía que capta o cede una sustancia cuando se agrega más agua a la solución. Un ejemplo de entalpía de disolución es cuando adicionamos detergente en polvo en el agua.

La mayor utilidad de la entalpía se obtiene para analizar reacciones que incrementan el volumen del sistema cuando la presión se mantiene constante por contacto con el entorno, provocando que se realice un trabajo mecánico sobre el entorno y una pérdida de energía.

Primera Ley de la Termodinámica

La primera ley se llama “Ley de la Conservación de la Energía” porque dicta que en cualquier sistema físico aislado de su entorno, la cantidad total de energía será siempre la misma, a pesar de que pueda transformarse de una forma de energía a otras diferentes.

La primera ley es un enunciado de conservación de energía. Nos dice que un sistema puede intercambiar energía con su entorno mediante la transmisión de calor y la realización de trabajo.

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

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.

Entre ellas: Energía eólica (del viento), Energía solar , hidráulica (de la fuerza del agua), geotérmica (del subsuelo), mareomotriz (mareas), biomasa (vegetación). Energías no renovables: provienen de fuentes finitas, agotables.

La energía mecánica de un objeto se compone por energía cinética y energía potencial.

La energía interna no incluye la energía debida al movimiento o a la localización de un sistema en su conjunto. Es decir, excluye cualquier energía cinética o potencial que el cuerpo pueda tener debido a su movimiento o localización en gravitaciónal, electrostática, o electromagnética externos.

El calor se define como la forma de energía que se transfiere (o un sistema y sus alrededores) debido a una diferencia de temperatura. Una interacción de energía es calor solo si ocurre debido a una diferencia de temperatura.

La función entropía (S) se define: Y es una función de estado, ya que su integral evaluada en una trayectoria cerrada es nula. En el Sistema Internacional, la unidad de entropía es el J/K.

En termodinámica, la energía térmica también conocida como energía interna de un sistema es la suma de las energías cinéticas de todas sus partículas constituyentes, más la suma de todas las energías potenciales de interacción entre ellas.​ La energía cinética y potencial son formas microscópicas de energía, es decir, ...

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.