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Cuando el sistema interactúa solamente enfarma meclÍnica con los alrededores, interacción
que se manifiesta por la realización de un trabajo, la energía interna del sistema variará;
misma que, de acuerdo con la ley de conservación de la energía es igual a menos el trabajo
intercambiado entre ambos (el signo menos se introduce debido a la convención de signos
mencionada en la sección 1.1); esto es que:
flU =- W (1.4.2)
Esta cantidad será positiva si los alrededores realizan trabajo sobre el sistema, o bien
negativa cuando el sistema es el que realiza trabajo sobre los alrededores.
En el caso general en el que el sistema, contenido en un recipiente de paredes móviles
diatérrnicas, intercambie energía mecánica y calorifica con los alrededores; la ley de
conservación de la energía establece que la variación en la energía interna del sistema es
flU =Q - W (1.4.3)
La ecuación (1.4.3) es la expresión cuantitativa de la Primera Ley de la Termodinámica.
La forma diferencial de esta ecuación se expresa
(1.4.4)
en donde el símbolo d ' se ha usado para representar a una diferencial inexacta, puesto que
el calor y el trabajo son cantidades que no solamente dependen de los estados inicial y final
sino también del proceso; esto es de la trayectoria que une a esos dos estados. En otras
palabras, Q y W no son variables termodinámicas, en tanto que la energía interna sí lo es.
1.5 Expansión Libre de un gas ideal
Al fenómeno de difusión del gas de una región a otra sin que se efectúe un trabajo sobre
éste, se le denomi na expansión libre. Se define al gas perfecto como aquel cuya
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