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El trabajo y el calor en termodinámica

2015-09-30

En termodinámica, un sistema cerrado interactúa con su entorno mediante trabajo y mediante calor. Ambas magnitudes son energía en tránsito: el paso de energía de un sistema a otro y no la energía de un sistema en sí misma.

El trabajo se produce al aplicar una fuerza generalizada que provoca un desplazamiento generalizado: una fuerza aplicada sobre un pistón realiza trabajo cuando el pistón se mueve, un campo magnético aplicado sobre una brújula realiza trabajo cuando la aguja rota para alinearse con el campo y un par motor realiza trabajo cuando el árbol de salida gira más rápido. Puede decirse que el trabajo es un modo macroscópico de intercambio de energía en la medida de que tanto las fuerzas generalizadas como los desplazamientos generalizados son magnitudes agregadas, macroscópicas.

El calor es lo que queda cuando ya se ha tenido en cuenta el trabajo. Es una forma de intercambio de energía microscópica en la medida de que afecta directamente a las fluctuaciones de las partículas constituyentes del sistema alrededor del estado promedio que da lugar a las magnitudes agregadas macroscópicas afectadas por el trabajo.

El lenguaje es engañoso. A pesar de que un objeto caliente tiene una temperatura elevada, el calor no es la temperatura. De igual manera, el trabajo no es la energía de un sistema. Volvemos a lo indicado en el párrafo inicial: el calor y el trabajo son magnitudes en tránsito, interacciones vistas a nivel energético.

Categorías: Física

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