1.14.28: Primera Ley de la Termodinámica

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Page ID: 80130

Michael J Blandamer & Joao Carlos R Reis
University of Leicester & Faculdade de Ciencias

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La primera ley de la termodinámica se concentra en el concepto de energía. En su sentido más amplio, la ley exige que la energía del universo sea constante. Esta es una declaración bastante abrumadora. Una afirmación más atractiva requiere que la energía termodinámica (interna)\(\mathrm{U}\) de un laboratorio de química sea constante:

\[\mathrm{U} = \text { constant }\]

Esta última afirmación es el principio de conservación de la energía; la energía no puede crearse ni destruirse. Todo lo que un químico puede hacer, durante un experimento usando un recipiente de reacción cerrado, es observar la energía “moverse” entre el sistema y el entorno. Como consecuencia de la ecuación (a), declaramos que

\[\Delta \mathrm{U}(\text { system })=-\Delta \mathrm{U}(\text { surroundings })\]

No podemos conocer la energía real de un sistema cerrado aunque sabemos que es una propiedad extensa del sistema [1]. Al describir los cambios energéticos necesitamos una convención. Entonces usamos la convención adquisitiva describiendo todos los cambios en términos de cómo se ve afectado un sistema. Por lo tanto, la afirmación\(\Delta \mathrm{U} < 0\) significa que la energía de un sistema dado disminuye durante un proceso dado; por ejemplo, la reacción química.

Nota al pie

[1] En principio es posible conocer la energía total de un sistema dado utilizando una escala en conjunto con la famosa ecuación de Einstein,\(\mathrm{E} = \mathrm{m} \, \mathrm{c}^{2}\). No obstante, la masa correspondiente a\(1 \mathrm{~kJ}\) es sólo sobre\(10^{-14} \mathrm{~kg}\).