Objetivo de Aprendizaje
- Describir la primera ley de la termodinámica
los Puntos Clave
- de Acuerdo a la primera ley de la termodinámica, la cantidad total de energía en el universo es constante.
- La energía puede ser transferida de un lugar a otro o transformada en diferentes formas, pero no puede ser creada o destruida.,
- Los organismos vivos han evolucionado para obtener energía de su entorno en formas que pueden transferir o transformar en energía utilizable para hacer trabajo.
Términos
- workuna medida de la energía gastada al mover un objeto, generalmente considerada como fuerza veces distancia. No se realiza ningún trabajo si el objeto no se mueve.
- primera ley de la termodinámica una versión de la Ley de conservación de la energía, especializada para sistemas termodinámicos, que establece que la energía de un sistema aislado es constante y no puede ser creada ni destruida.,
la termodinámica es el estudio de la energía térmica y otros tipos de energía, como el trabajo, y las diversas formas en que la energía se transfiere dentro de los sistemas químicos. «Termo -» se refiere al calor, mientras que «dinámica» se refiere al movimiento.
La Primera Ley de la Termodinámica
La primera ley de la termodinámica se ocupa de la cantidad total de energía en el universo. La ley establece que esta cantidad total de energía es constante. En otras palabras, siempre ha habido, y siempre habrá, exactamente la misma cantidad de energía en el universo.
la Energía existe en muchas formas diferentes., Según la primera ley de la termodinámica, la energía puede ser transferida de un lugar a otro o cambiada entre diferentes formas, pero no puede ser creada o destruida. Las transferencias y transformaciones de energía tienen lugar a nuestro alrededor todo el tiempo. Por ejemplo, las bombillas transforman la energía eléctrica en energía luminosa, y las estufas de gas transforman la energía química del gas natural en energía térmica. Las plantas realizan una de las transformaciones de energía biológicamente más útiles en la Tierra: convierten la energía de la luz solar en la energía química almacenada dentro de las moléculas orgánicas.,
el sistema y su entorno
la termodinámica a menudo divide el universo en dos categorías: el sistema y su entorno. En química, el sistema casi siempre se refiere a una reacción química dada y al contenedor en el que tiene lugar. La primera ley de la termodinámica nos dice que la energía no se puede crear ni destruir, por lo que sabemos que la energía que se absorbe en una reacción química endotérmica debe haberse perdido del entorno., Por el contrario, en una reacción exotérmica, el calor que se libera en la reacción es emitido y absorbido por el entorno. Matemáticamente, tenemos:
\ Delta E= \ Delta e_{sys}+\Delta e_{surr} = 0
calor y Trabajo
sabemos que los sistemas químicos pueden absorber calor de su entorno, si la reacción es endotérmica, o liberar calor a su entorno, si la reacción es exotérmica. Sin embargo, las reacciones químicas se utilizan a menudo para hacer el trabajo en lugar de simplemente intercambiar calor. Por ejemplo, cuando el combustible de un cohete se quema y hace que un transbordador espacial se levante del suelo, la reacción química, al propulsar el cohete, está haciendo el trabajo aplicando una fuerza sobre una distancia.,
si alguna vez has presenciado un video de un transbordador espacial despegando, la reacción química que ocurre también libera enormes cantidades de calor y luz. Otra forma útil de la primera ley de la termodinámica relaciona el calor y el trabajo para el cambio en la energía del sistema interno:
\Delta e_{sys}=Q+W
aunque esta formulación es más comúnmente utilizada en física, todavía es importante conocerla para la química.,
