Apuntes de Física y Biología

La energía interna se define como la energía asociada con el movimiento aleatorio y desordenado de las moléculas. Está en una escala separada de la energía macroscópica ordenada, que se asocia con los objetos en movimiento. Se refiere a la energía microscópica invisible de la escala atómica y molecular. Por ejemplo, un vaso de agua a temperatura ambiente sobre una mesa, no tiene energía aparente, ya sea potencial o cinética.Pero en escala microscópica, es un hervidero de moléculas de alta velocidad que viajan a cientos de metros por segundo. Si el agua se tirase por la habitación, esta energía microscópica no sería cambiada necesariamente por la súper imposición de un movimiento ordenada a gran escala, sobre el agua como un todo. Máquinas térmicas Una máquina térmica es un dispositivo que realiza un trabajo mediante un proceso de paso de energía desde un foco claiente hasta un foco frio. Las máquinas térmicas o motores térmicos aprovechan una fuente de energía para realizar un trab...

Previo a profundizar en este tema de la termodinámica, es imprescindible establecer una clara distinción entre tres conceptos básicos: temperatura, calor y energía interna. Como ejemplo ilustrativo, es conveniente recurrir a la teoría cinética de los gases, en que éstos sabemos están constituidos por numerosas moléculas en permanente choque entre sí. La temperatura es una medida de la energía cinética media de las moléculas individuales. El calor es una transferencia de energía, como energía térmica, de un objeto a otro debida a una diferencia de temperatura. La energía interna (o térmica) es la energía total de todas las moléculas del objeto, o sea incluye energía cinética de traslación, rotación y vibración de las moléculas, energía potencial en moléculas y energía potencial entre moléculas. Para mayor claridad, imaginemos dos barras calientes de un mismo material de igual masa y temperatura. Entre las dos tienen el doble de la energía interna respecto de una sola barra. Notemo...

Trabajo: decimos que realizamos un trabajo cuando la fuerza que aplicamos produce un desplazamiento en la dirección de ésta. Energía: Capacidad que tienen los cuerpos para producir transformaciones, como por ejemplo un trabajo. El Trabajo y la Energía son magnitudes escalares, es decir, no tienen dirección ni sentido En la definición de trabajo cabe destacar dos factores: 1-Sin desplazamiento no hay trabajo Cuando sostenemos una maleta en la mano, no existe trabajo porque no hay desplazamiento 2-El desplazamiento ha de producirse en la dirección de la fuerza. Todo desplazamiento perpendicular a la dirección de la fuerza no implica realización de trabajo. Podemos definir matemáticamente el trabajo como el producto de la Fuerza aplicada por el desplazamiento efectuado, si la fuerza y el desplazamiento tienen la misma dirección: Trabajo = Fuerza x Desplazamiento Cuando la trayectoria es rectilínea, el desplazamiento coincide con el espacio recorrido y por lo tanto se pue...