Aplicaciones de la primera ley de la termodinámica
La primera ley establece que es posible producir calor y trabajo haciendo que la energía interna de un sistema cambie. Una de las aplicaciones más exitosas es el motor de combustión interna, en el cual se toma un cierto volumen de gas y se aprovecha su expansión para que lleve a cabo un trabajo. Otra aplicación bien conocida es la máquina de vapor.
Los motores suelen utilizar los ciclos o procesos en los cuales el sistema parte de un estado inicial de equilibrio hacia otro estado final, también de equilibrio. Muchos de ellos tienen lugar bajo condiciones que facilitan el cálculo del trabajo y el calor a partir de la primera ley.
A continuación, presentamos modelos sencillos que describen situaciones frecuentes y cotidianas. Los procesos más ilustrativos son los procesos adiabáticos, isocóricos, isotérmicos, isobáricos, procesos en trayectoria cerrada y expansión libre. En ellos se mantiene constante una variable del sistema y en consecuencia la primera ley adopta una forma particular.