Enerxía interna

A enerxía interna (U) dun sistema, é o resultado da enerxía cinética das moléculas ou átomos que o constitúen, das súas enerxías de rotación e vibración, ademais da enerxía potencial intermolecular debida ás forzas de tipo gravitatorio, electromagnético e nuclear, que constitúen conxuntamente as interaccións fundamentais. Intenta ser un reflexo da enerxía a escala microscópica, sen incluír a enerxía cinética translacional ou rotacional do sistema como un todo nin a enerxía potencial que o corpo poida ter pola súa localización nun campo gravitacional ou electrostático externo. Nese caso falamos de entalpía.
 Nun gas ideal monoatómico chega con considerar a enerxía cinética de translación das súas moléculas.
 Nun gas ideal poliatómico debemos considerar ademais a enerxía vibracional e rotacional das mesmas.
 Nun líquido ou sólido deberemos contar tamén coa enerxía potencial que representan as interaccións moleculares.
 Ó aumentar a temperatura dun sistema, sen que varíe nada máis, aumenta a súa enerxía interna.

Convencionalmente, cando se produce unha variación da enerxía interna sen que se modifique a composición química do sistema, fálase de variación da enerxía interna sensible. Se se produce alteración da estrutura atómica-molecular, como ocorre nunha reacción química, fálase de variación da enerxía interna química. Nas reaccións de fisión e fusión fálase de enerxía interna nuclear.

En todo sistema illado (que non pode intercambiar enerxía co exterior), a enerxía interna consérvase (Primeiro Principio da Termodinámica). Ademais, neste tipo de sistemas, a variación total da enerxía interna é igual á suma das cantidades de enerxía comunicadas ao sistema en forma de calor e de traballo . Aínda que a calor transmitida depende do proceso en cuestión, a variación de enerxía interna é independente do proceso, só depende do estado inicial e final, polo que se di que é unha función de estado. Por esta mesma razón  é unha diferencial exacta, contrapoñéndose a , que depende do proceso.

 Ecuación fundamental 
En termodinámica dedúcese a existencia dunha ecuación da forma

coñecida como a ecuación fundamental.Biel, J. Formalismo y métodos de la termodinámica (Vol 1).Granada, 1987. ISBN 641-1986 .(Capítulo 9).

A importancia da mesma radica en que concentra nunha soa ecuación toda a información termodinámica dun sistema. A obtención de resultados concretos a partir dela é pois un proceso sistemático. 
Se calculamos a súa diferencial:


defínense as súas derivadas parciais como:
 temperatura 
 presión 
 potencial químico .

Como T, P e  son derivadas parciais de U, serán funcións das mesmas variables que U:

Estas relacións coñécense como ecuacións de estado.

 Notas 

Categoría:Enerxía