El equivalente mecánico del calor, J, es la relación constante entre el calor desarrollado, Q, y el trabajo mecánico consumido, W:
J = Q/W
1 cal = 4,184 J ; 1 J = 0,24 cal
La termodinámica se ocupa de las leyes que rigen la interconversión de la energía, el sentido en el que fluye el calor, y la capacidad de los sistemas para producir trabajo.
Un sistema termodinámico, es la porción del universo escogida en cada caso para su estudio. El comportamiento del sistema en estudio depende de su interacción con el ambiente a través de la frontera de separación entre ambos. Así, los sistemas pueden ser:
- Abiertos: Pueden intercambiar tanto energía (en forma de trabajo y/o calor) como materia con su entorno.
- Cerrados. Solo pueden intercambiar energía con el ambiente, pero no materia.
- Aislados. No pueden inte4rcambiar energía ni materia.
El estado de equilibrio de un sistema es aquel en el cual las variables termodinámicas de estado se mantienen constantes.
El primer principio de la termodinámica se enuncia como:
Todo sistema posee una propiedad termodinámica, denominada energía interna, que toma un valor definido para cada estado y que aumenta cuando el sistema absorbe calor recibe trabajo.
ΔU = Q
+ W
Donde ΔU es la variación de la energía interna del sistema; Q, el calor absorbido por el sistema, y W el trabajo recibido por el sistema.
Calor y trabajo son mecanismos de transferencia energética, pero no son tipos de energía. El trabajo se basa en el uso de una fuerza y el calor se debe a la diferencia de temperatura.
El segundo principio de la termodinámica dice que de forma natural o espontánea, el calor siempre fluye del foco caliente al foco frío. El proceso contrario nunca es espontáneo. O sea que es imposible construir una máquina térmica cuyo único resultado sea extraer calor de un foco térmico y convertirlo en trabajo.
Así, las máquinas frigoríficas, que son máquinas térmicas que funcionan a la inversa, extraen calor de algo que ya está frío para dárselo a algo que está más caliente, pero este proceso consume trabajo, no es espontáneo.
El segundo principio de la termodinámica dice que de forma natural o espontánea, el calor siempre fluye del foco caliente al foco frío. El proceso contrario nunca es espontáneo. O sea que es imposible construir una máquina térmica cuyo único resultado sea extraer calor de un foco térmico y convertirlo en trabajo.
Así, las máquinas frigoríficas, que son máquinas térmicas que funcionan a la inversa, extraen calor de algo que ya está frío para dárselo a algo que está más caliente, pero este proceso consume trabajo, no es espontáneo.
