Primer principio de termodinámica

Qué aprenderás

• La energía interna cambia por calor y trabajo
• Aplicar la regla del tema con pasos justificados y comprobar el resultado.
• Resolver y aprobar la hoja de ejercicios antes de continuar.

Conceptos del tema

La energía interna cambia por calor y trabajo.

Hay distintas convenciones de signo: aquí Q es positivo si entra calor, y W es positivo si el sistema realiza trabajo sobre el exterior.

Mantén la misma convención en todo el cálculo.

Cómo interpretar este tema

El primer paso es elegir un modelo físico y sus hipótesis. Pregunta qué fenómeno describe el enunciado, qué magnitudes intervienen y qué se supone constante. Una fórmula válida para aceleración constante, por ejemplo, no sirve automáticamente para cualquier movimiento.

Representa los datos con sus unidades y fija un sentido positivo cuando haya direcciones. Despeja la incógnita antes de sustituir. La coherencia de unidades es una comprobación independiente: una rapidez debe tener unidades de longitud dividida entre tiempo, y no de longitud multiplicada por tiempo.

Detalles para comprender la regla

Adiabático significa sin transferencia de calor; todavía puede haber trabajo y cambio de energía interna.

Ejemplo resuelto

Un gas recibe 500 J de calor y realiza 200 J de trabajo.

1. Q = +500 J; W = +200 J.
2. ΔU = 500 − 200.
3. La energía interna aumenta 300 J.

Cómo practicar

1. Describe el fenómeno y las hipótesis del modelo.
2. Anota los datos, conviértelos a unidades compatibles y fija los signos.
3. Dibuja un esquema o consulta la gráfica del tema si está disponible.
4. Despeja la incógnita, sustituye y comprueba las unidades del resultado.

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Recursos para profundizar

• Física universitaria · OpenStax, volumen 2 ↗

  Consulta las definiciones y el capítulo relacionado con este tema. Lectura de referencia en inglés.

• Laboratorio de Física ↗

  Explora movimiento, fuerzas, energía, circuitos y ondas con simulaciones.