Comportamiento de un sistema.
La energía puede interaccionar con un sistema en función del tipo de barrera que lo separa de su entorno y del tipo de transferencia que suceda, así como los principios que condicionan esta interacción, que están sintetizados en las leyes de la termodinámica.
La primera ley explica que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
El conocimiento acerca de los sistemas nos ayuda no solo a describirlos, sino a predecir su comportamiento si se conocen sus condiciones iniciales, así como la energía y materia que interaccionan con ellos. La ecuación que permite apreciar este comportamiento es:
∆U = Q - W
Ejemplo 1.
Si analizáramos el consumo de energía en el sistema con base en la ecuación anterior, tendríamos que:
- Q es el calor generado por el combustible durante la combustión.
- W es el trabajo hecho por los pistones en el motor al hacer combustión el combustible.
- ∆U es el cambio en la energía interna, que siempre es positivo, pues aumenta la temperatura del motor.
Ejemplo 2.
Tomemos un teléfono celular, está delimitado por su carcasa habitualmente de policarbonato, puede clasificarse como un sistema cerrado, pues impide el intercambio de materia (si es resistente al agua) pero no el de energía, debido a que debe "cargarse" de energía potencial eléctrica cuando se agota, para poder continuar funcionando (hacer trabajo eléctrico). Al mismo tiempo, los procesos incrementan su energía interna, la cual logra disiparse hacia el ambiente, para evitar que aumente su temperatura.
Si se analiza el consumo de energía en el sistema con base a la primera ley de la termodinámica tendríamos:
- Q es la energía térmica del teléfono generada por el funcionamiento de sus componentes internos.
- W es el trabajo eléctrico convertido en trabajo mecánico (vibración) y en luz.
- ∆U es el cambio en la energía total del sistema que originalmente estaba almacenada como energía potencial eléctrica en la batería de litio.
