Información de referencia sobre energía interna Energía

UNAM. Facultad de Química
Termodinámica Teoría (1212)
Información de referencia sobre energía interna
Energía interna (símbolo U). Es la propiedad termodinámica extensiva que define la
energía contenida en un sistema, en ausencia de campos o fuerzas externas como
eléctrica, magnética, etc. o de efectos debido a fenómenos como capilaridad, etc. Se
conoce también como energía termodinámica y se inventó para evaluar el cambio neto
de energía contenida U en un sistema que interacciona con sus alrededores y que es
igual a la suma del calor q y del trabajo w:
U = q + w
Depende de las propiedades termodinámicas temperatura, volumen (o presión) y
cantidad de sustancia (o masa) U = U (T, V, n). Para cualquier sistema cerrado (n =
cte), independientemente del número de componentes o de su estado de agregación,
su derivada total es:
dU = (U/T)VdT + (U/V)TdV = (U/T)VdT + (T(P/T)V-P)TdV
en términos de propiedades termodinámicas medibles experimentalmente es:
dU = CVdT + (TP/T -P)TdV
La energía interna es una función de estado, i. e. su valor sólo depende del estado del
sistema y no de cómo se transfiera la energía, ni a que rapidez, ni del tipo de proceso
o trayectoria con el que se alcanzó el estado final, etc.
Información a nivel microscópico (nanoscópico)
Microscópicamene, la energía interna de cualquier sistema se interpreta como la
energía cinética y potencial microscópica total que contiene el sistema y que se debe a
la estructura (posiciones relativas) y movimientos de las partículas que conforman al
sistema. No incluye la energía cinética y potencial macroscópica del sistema como un
todo pero si la energía de todas sus partículas constituyentes: la energía cinética de
sus partículas (átomos, moléculas o iones) debido a su movimiento al azar con respecto
a su centro de masa (energía cinética relativa al centro de masa), sea transnacional,
rotacional o vibracional más la energía potencial que mantiene a sus partículas
interactuando (energía relativa a sus posiciones relativas), sea rotacional, vibracional o
eléctrica.
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