La condensación surge cuando un vapor o gas pasa a estado líquido tras enfrentarse a una superficie, por lo general fría, que hace disminuir su temperatura. En el cambio de fase hay un porcentaje de energía llamado calor latente.
Energía interna es un concepto empleado en el campo de la Física que permite identificar, dentro de un sistema y a partir del movimiento desordenado y aleatorio de moléculas, a un reflejo (considerado a escala macroscópica) de la energía.
La teoría la concibe como la sumatoria tanto de la energía cinética interna como de la energía potencial interna. En este contexto se suman la energía potencial intramolecular asociada a la energía de enlace, la energía potencial intermolecular y la energía cinética de átomos o moléculas involucrados en el sistema en cuestión.
No se puede pasar por alto que, de acuerdo a pautas propias del ámbito de la termodinámica, en todo sistema cerrado se llega a comprobar que, en materia de energía interna, su variación total resulta igual que la cifra que se obtiene al sumar las cantidades de energía que llegan al sistema en modo de trabajo y calor. Hay que aclarar que, de todas maneras, es sumamente difícil establecer, en gran parte de los sistemas, cuál es la energía interna completa o absoluta.
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ResumenCaracterísticas de la energía interna
Cuando se analiza la energía interna propia de un determinado sistema quedan al descubierto diversas características. Está condicionada o determinada, por ejemplo, por la cantidad de partículas masivas, el volumen y la entropía.
Para poder determinar cuál es, en un cierto estado, la energía interna de un sistema se necesita tomar como referencia un estado estándar con el objetivo de, desde ese punto de partida, sumar las transferencias de energía a nivel macroscópico que van sucediéndose a medida que el estado va cambiando. También existe una fórmula gestada desde una perspectiva microscópica de esencia no relativista que propone distinguir entre energía cinética microscópica (estudiando movimientos de núcleos atómicos, moléculas, electrones, átomos, etc) y energía potencial microscópica (sumando variables de campos físicos de fuerza, enlaces de partículas y energía de deformación asociada a sólidos).
De segmentar variables tomando en cuenta las propiedades extensivas e intensivas, a la energía interna hay que incluirla en el primero de los conjuntos dado que depende de la cantidad de sustancia implicada, la masa y del tamaño que posea el sistema.
La dinámica del golf invita a averiguar, por ejemplo, si el sistema alcanza una mayor energía interna antes o después del golpe del palo contra la pelota.
Funciones y propiedades
Al recopilar datos y profundizar los saberes sobre las particularidades, las propiedades y las funciones de la energía interna consigue notoriedad, por indicar un caso concreto, la idea de función de estado. En este sentido es importante hacer hincapié en cómo la energía interna admite variaciones de acuerdo a eventuales intercambios de trabajo y calor motorizados por cambios en el volumen, la temperatura o la presión del sistema o la materia.
Hay que dirigir la mirada, en este marco, hacia el principio de conservación de la energía (conocido asimismo como primer principio de la termodinámica). Éste postula que un sistema cerrado está en condiciones de hacer con el entorno un intercambio de energía bajo las modalidades de calor o trabajo, logrando así una acumulación de energía interna. En el ya citado sistema cerrado, el aumento de la energía interna termina siendo equivalente al calor que se le suministra al sistema restándole el trabajo efectuado por dicho sistema.
En procesos adiabáticos aislados, en tanto, se determina que el incremento experimentado en cuanto a energía interna únicamente surge como resultado del trabajo neto que ha hecho el sistema.
El primero de los principios que integran las leyes de la termodinámica alude a la conservación de la energía y presenta al calor como indispensable para hacer que se compensen las diferencias entre energía interna y trabajo.
Ejemplos de energía interna
En el día a día surgen numerosos ejemplos que permiten apreciar qué y cómo es, en la práctica, la energía interna.
Si en una jornada invernal, a raíz de las bajas temperaturas reinantes, queremos incrementar la energía interna en la zona de las manos a fin de evitar que se enfríen, por describir una acción frecuente, debemos hacer el trabajo de frotarlas entre sí. Aprovechando esta alusión se le puede dar espacio al fenómeno de la conducción térmica (uno de los procesos que hacen posible la transferencia o transmisión de calor), lograda gracias a intercambios de energía interna.
En un choque inelástico, como está catalogada la colisión de un vehículo contra otro (o contra cualquier otro obstáculo), la energía cinética no logra ser conservada. Como consecuencia de esto suelen advertirse un aumento de temperatura y alguna clase de deformación. La disipación de la energía responde en este caso a que el incremento de la energía interna y el trabajo vinculado a las deformaciones producidas en los elementos involucrados se enlazan a la energía cinética que ellos tenían previo al momento del choque.
Si un vapor sobrecalentado (es decir, un vapor llevado a un nivel térmico más elevado que el punto de vaporización) se enfría un poco (perdiendo así un determinado porcentaje de energía interna), la temperatura desciende pero no se registra una modificación del estado del gas a una mezcla basada en vapor líquido y saturado.
Otro asunto interesante se dispara en función de una reacción química, la cual supone una alteración en la estructura tanto atómica como molecular y da lugar a una variación respecto a la energía interna latente o química.
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