Un aspecto clave del estudio de la energía es el concepto de energía interna de un cuerpo, también conocida como energía térmica. Esta energía proviene de la actividad molecular de las partículas que componen el cuerpo. Por ejemplo, cuando un libro cae al suelo y se detiene sin deformarse, la energía cinética que tenía en el momento del choque no se pierde, sino que se transforma en energía interna. Esta transformación se debe a que, al chocar, las moléculas del libro comienzan a vibrar, aumentando su energía potencial y cinética, lo que resulta en un pequeño aumento de temperatura. Este calor generado se cede al aire circundante hasta que las temperaturas se igualan.
Este fenómeno es una manifestación del primer principio de la termodinámica o principio de conservación de la energía. De manera generalizada, este principio establece que la energía de un sistema aislado no se pierde, sino que se conserva y puede transformarse de una forma a otra. Así, la energía interna de un sistema puede variar debido al trabajo realizado sobre él o por él, o por la cantidad de calor que entra o sale del sistema.
El primer principio de la termodinámica se expresa mediante la siguiente ecuación:ΔU=Q−W\Delta U = Q – WΔU=Q−W
donde:
- QQQ es el calor que entra o sale del sistema. Si entra calor, QQQ es positivo, y si sale, es negativo.
- ΔU\Delta UΔU es la variación de la energía interna del sistema.
- WWW es el trabajo realizado o recibido por el sistema. Es positivo si el trabajo lo realiza el sistema, y negativo si el trabajo se realiza sobre el sistema.
Lo importante en este principio es la variación de la energía interna del sistema, no el valor absoluto de su energía interna. La energía total en el sistema se conserva, y las transformaciones de energía ocurren de acuerdo con esta ley.
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