Primera ley de la termodinámica

La primera ley de la termodinámica fue establecida por el físico Alemán Julius Von Mayer, esta ley o primer principio de la termodinámica,  afirma que:   El CALOR y el TRABAJO son interconvertibles, es decir que tienen conversión mutua. La  primera ley  es una ley de conservación de la energía, afirma que:     ¨ La cantidad de energía transferida a un sistema en forma de CALOR más la cantidad de energía transferida en forma de TRABAJO sobre el mismo  sistema, debe ser igual al aumento de la energía interna del sistema.¨  El calor y el trabajo son mecanismos por los que los sistemas intercambian energía entre sí.

Ejemplo de la primera ley de la termodinámica   Primera ley de la termodinámica

La primera ley de la termodinámica establece que la ENERGÍA no se crea, ni se destruye, sino que se conserva. Entonces se puede decir que cuando un SISTEMA es sometido a un ciclo termodinámico, el CALOR cedido por el sistema será igual al TRABAJO recibido por el mismo y viceversa.  En otras palabras  se   cumple     que   Q = W, donde Q es el calor suministrado por el sistema y W el trabajo realizado por el medio ambiente al sistema durante el ciclo.

Explicación 1ra ley de la termodinámica  Ejemplo de la 1ra ley termodinámica

Máquina de vapor, primera ley de la termodinámica

En el siglo XIX,  Joule ideó un experimento para demostrar que el calor no era más que una forma de energía, y que se podía obtener a partir de la energía mecánica. Dicho experimento se conoce como experimento de Joule para determinar el equivalente mecánico del calor.

Experimento de Joule     Demostración de Joule  Equivalente mecánico del calor

Máquina de vapor

La gráfica anterior  nos muestra una de las aplicaciones de la primera ley de la termodinámica (conservación de la energía). Se puede observar la transformación de  la energía en forma de calor, este calienta el agua hasta convertirla en vapor, luego este hace que se mueva un pistón dentro del cilindro que a su vez mueve una biela dándole un movimiento a la rueda, a su vez la rueda le da movimiento al generador produciendo electricidad.

Experimentalmente se demostró que el CALOR, que originalmente se medía en unidades llamadas calorías, y el TRABAJO o energía, medidos en Joule, son completamente equivalentes.

Una caloría equivale a 4,186 joule.   La energía térmica de un sistema puede aumentarse añadiendo CALOR o realizando TRABAJO sobre el sistema.