El Primer Principio de la Termodinámica es la ley de conservación de la energía aplicada a un sistema termodinámico.
La energía almacenada por un sistema termodinámico se denomina energía interna U.
En un sistema cerrado, esta energía interna puede cambiar si hacemos un trabajo sobre el mismo y/o si le suministramos una cierta cantidad de calor. Por tanto, el primer principio de la Termodinámica para un sistema cerrado se enuncia:
Donde Q es el calor intercambiado por el sistema y Wext es el trabajo realizado por los alrededores sobre el sistema. Esta es la expresión del primer principio de la Termodinámica siguiendo el criterio de la IUPAC.
Una forma alternativa de enunciar el primer principio consiste en expresarlo en términos del trabajo que hace el sistema sobre sus alrededores. Pero este último tiene el mismo valor con signo cambiado que el trabajo realizado por los alrededores sobre el sistema:
Y sustituyendo en la expresión del primer principio:
Donde W es el trabajo realizado por el sistema sobre sus alrededores. En estas páginas utilizaremos esta expresión del primer principio, empleando el llamado criterio de Clausius.
En estas páginas el sistema termodinámico será un gas encerrado en un recipiente.
Criterio de signos:
- El trabajo realizado por un gas sobre sus alrededores cuando se expande es positivo. Cuando el gas se comprime el trabajo que realiza es negativo.
- El calor absorbido por un sistema es positivo. El calor cedido por un sistema a sus alrededores es negativo.
La forma diferencial del primer principio de la Termodinámica es:
Donde el símbolo diferencial empleado en el trabajo y en el calor indica que ambas magnitudes son diferenciales inexactas, es decir, que dependen de la transformación experimentada por el sistema mientras que la energía interna es una diferencial exacta, es decir, una función de estado cuya variación únicamente depende de los estados inicial y final del sistema.
