Energía interna
Tampoco incluye la energía potencial que el cuerpo pueda tener por su localización en un campo gravitacional o electrostático externo.
[4] Aunque el calor transmitido depende del proceso en cuestión, la variación de energía interna es independiente del proceso, solo depende del estado inicial y final, por lo que se dice que es una función de estado.
Expresa la termodinámica de un sistema en la representación energética.
Cada una proporciona su ecuación característica o fundamental, por ejemplo U = U(S,V,{Nj}), que por sí sola contiene toda la información termodinámica sobre el sistema.
Por el contrario, las transformadas de Legendre son necesarias para derivar ecuaciones fundamentales para otros potenciales termodinámicos y función de Massieus.
No se designa habitualmente como "función de Massieu", aunque racionalmente podría considerarse como tal, en correspondencia con el término "potencial termodinámico", que incluye la energía interna.
[6][8][9] Para los sistemas reales y prácticos, casi siempre no se dispone de expresiones explícitas de las ecuaciones fundamentales, pero las relaciones funcionales existen en principio.
Desde un punto de vista microscópico no relativista, puede dividirse en componentes de energía potencial microscópica,
Normalmente, la división en energías cinética y potencial microscópicas queda fuera del ámbito de la termodinámica macroscópica.
La energía interna no incluye la energía debida al movimiento o a la localización de un sistema en su conjunto.
En tal caso, el campo se incluye en la descripción termodinámica del objeto en forma de parámetro externo adicional.
Para consideraciones prácticas en termodinámica o ingeniería, rara vez es necesario, conveniente, ni siquiera posible, considerar todas las energías pertenecientes a la energía intrínseca total de un sistema de muestra, como la energía dada por la equivalencia de masa.
Normalmente, las descripciones sólo incluyen los componentes relevantes para el sistema estudiado.
[10] Por lo tanto, se puede elegir un punto de referencia nulo conveniente para la energía interna.
La energía interna es una propiedad extensiva: depende del tamaño del sistema, o de la cantidad de sustancia que contiene.
A cualquier temperatura superior al cero absoluto, la energía potencial microscópica y la energía cinética se transforman constantemente la una en la otra, pero la suma permanece constante en un sistema aislado (véase la tabla).
Sin embargo, la mecánica cuántica ha demostrado que incluso a temperatura cero las partículas mantienen una energía residual de movimiento, la energía del punto cero.
La porción de energía cinética microscópica de la energía interna da lugar a la temperatura del sistema.
Además, relaciona la energía cinética microscópica media con la propiedad empírica observada macroscópicamente que se expresa como temperatura del sistema.
Mientras que la temperatura es una medida intensiva, esta energía expresa el concepto como una propiedad extensiva del sistema, a menudo denominada energía térmica,[11][12] La propiedad de escala entre la temperatura y la energía térmica es el cambio de entropía del sistema.
La mecánica estadística considera que cualquier sistema se distribuye estadísticamente a través de un conjunto de
Si calculamos su diferencial: se definen sus derivadas parciales: Como T, P y
Al aumentar la temperatura de un sistema, aumenta su energía interna, reflejada en el aumento de la energía térmica del sistema completo, o de la materia estudiada.
Convencionalmente, cuando se produce una variación de la energía interna manifestada en la variación del calor que puede ser cedido, mantenido o absorbido se puede medir este cambio en la energía interna indirectamente por la variación de la temperatura de la materia.
Calcular la energía total de un sistema compuesto de 1 g de agua en condiciones normales, es decir a la altura del mar, una atmósfera de presión y a 14 °C para llevarlo a 15 °C, sabiendo que el Ce del agua es = 1 [cal/(g·°C)].
