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Energía interna

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De forma directa, energía interna es el contenido total en energía de un sistema termodinâmico. En mecánica clásica se conecta a la energía mecánica total del sistema.

Eint=Ec+En+Q

En el senso común energía interna y calor son generalmente confundidos, pero es bueno saber que los dos se constituyen por definiciones bien distinguidas, definiciones que implican el hecho de poderse decir sin error que un sistema cualquiera posee energía interna y también el hecho de jamás poderse decir correctamente que un sistema posee calor.

No hay lógica en decirse que cualquier sistema posea calor, y siempre que lo hagamos estaremos errando. Un sistema posee energía interna.


Cuando expresa en función de las grandezas entropia S, número de elementos N, y del volumen V - para el caso de sistemas termodinâmicos más simples - la energía interna Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): U = U_{(S,V,N)}

es, así como lo son las respectivas Transformadas de Legendre, a saber la Energía libre de Helmholtz Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.):  F = F_{(T,V,N)} 

, la Entalpia Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): H = H_{(S,P,N)}

y la Energía libre de Gibbs Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.):  G = G_{(T,P,N)} 

, una ecuación fundamental para los sistemas termodinâmicos, siendo entonces posible, a partir de esta y del formalismo matemático inerente a la termodinâmica, obtenerse cualquier información física relevante la cual esta encuéntrese vinculada. [1]


Tabla de contenido

Definición

En Termodinâmica la energía interna de un sistema corresponde a la suma de las energías térmica y potencial (con destaque para la energía potencial eléctrica) asociadas a la partículas que componen un dato sistema termodinâmico.

En la mayoría de las reacciones químicas espontâneas exoenergéticas la energía inicialmente almacenada en la forma de energía potencial eléctrica en la distribución electrónica de los electrones en la estructura de los reagentes es convertida en energía térmica almacenada en las partículas de los productos, lo que mantiene la energía interna del sistema formado por los reagentes y/o productos constante en obediencia a la ley de la conservación de la energía pero lleva a un considerable aumento de la la temperatura del sistema como uno todo. Esta sistema calentado es entonces utilizado como la fuente caliente en una máquina térmica que haya por función transformar parte de la energía térmica de la fuente caliente en trabajo. Durante el funcionamiento de la máquina térmica las energías térmica e ingresa de la fuente caliente disminuyen de forma a suprirem el trabajo realizado y la energía térmica que acaba obligatoriamente (en acuerdo con la segunda ley de la termodinâmica) renegada a la fuente fría. Como ejemplo directo se ha la combustión de la gasolina en los automóviles.

No es trivial medirse la cantidad absoluta de energía interna de un sistema. Sin embargo, para todos los fines prácticos basta determinar la variación de la energía interna. Sometiendo el sistema a un proceso termodinâmico es posible medir la cantidad de energía que el sistema cedió o recibió, sea en la forma de calor o de trabajo, y aplicando la Primera Ley de la Termodinâmica es posible calcular la variación de energía interna del sistema.

La unidad del Sistema Internacional de Unidades utilizada para la energía interna es el joule (J).

Ejemplos

Relaciones

ES posible definir la cantidad de energía interna de un sistema a través de la función:

Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): \mathbf {U = U_0 + \sum_{ec} + \sum_{ep}}

donde:

Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): \mathbf U_0 = m_0 \cdot c^2
  corresponde al equivalente en energía de la masa de reposo e independe del estado termodinâmico;
Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): \mathbf \sum_{ec}
  es el somatório de las energías cinéticas de las partículas que constituyen el sistema;
Falló al verificar gramática (El ejecutable texvc no fue encontrado. Consulte math/README para instrucciones de la configuración.): \mathbf \sum_{ep}
  es el somatório de las energías potenciales de las partículas que constituyen el sistema.

Refêrencias

PILLA, Luiz Come. FISICO-QUÍMICA 1V. 1979

Ver también

Referencias

  1. En acuerdo con Callen, Herbert B. - Thermodynamics and An Introduction te lo Thermostatics - John Wiley & Sonidos - ISBN 0-471-86256-8




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