Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

[ignorante]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

Hola Jabato. Me parece muy interesante tu propuesta de “desechar” el concepto de calor y sustituirlo por el incremento de energía térmica. Sin embargo, intuyo que hay algo incorrecto en tu expresión:

$\Delta U=W+\Delta {E_t}$

Para aclarar esto, te propongo analizar cómo se escribiría esta expresión para cada uno de los siguientes casos:

A) Un pedazo de metal se calienta por efecto de una radiación infrarroja.
B) Un pedazo de metal se calienta por efecto de una fuerza de fricción.
C) Una muestra de gas, en un recipiente cerrado y aislado térmicamente, se calienta por efecto de una compresión con un pistón.
D) Una mezcla de sustancias, en un recipiente cerrado, rígido y aislado térmicamente, se calienta porque reaccionan químicamente de modo exotérmico.

[Julián]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

No te compliques ignorante, ya creo que estás en un nivel que te confundes con palabras en vez de poder aislar los conceptos. Ya desde uno de los primero post he ejemplificado como la temperatura tiene relación con la energía cinética promedio y la energía potencial eléctroestática intermolecular promedio que en su suma constituyen la temperatura. Por qué es necesario la energía potencial elástica que resulta de los potenciales eléctroestático entre moléculas. Pues como ya lo dije anteriormente el carbón y el diamente tienen coeficientes térmicos diferentes y capacidades caloríficas diferente y esto resulta de las distribuciones y las celdas unitarias de los cristales. Así, el carbón es amorfo y el diamante tiene una estructura "rectangular" de manera que se necesita más energía para aumentar 1ºC en el diamante que para el carbón común. A su vez, la capacidades calorfícias cambian en función del estado de agregación de la materia debido a que en los gases las fuerzas intermoleculares son más pequeñas que en los líquidos y mucho más pequeña en un sólido.

El potencial químico que forma parte de la energía interna además de la energía térmica es debido a la capacidad de producir un cambio en las cantidades molares de las sustancias en el sistema obteniendo productos diferentes y energía térmica. El potencial químico no es igual al potencial electromagnético intermoleculares.

Asi pues

Energía cinética: es la energía asociada con el movimiento de un sistema a nivel macroscópico.
Energía potencial: es la energía almacenada en un sistema debido a la interacción entre sus partes a nivel macroscópico.
Energía interna: es la energía total asociada con las partículas de un sistema. Se divide en:
A) Energía térmica: debida al movimiento (agitación) de las partículas.
B) Energía química: debida a las interacciones de tipo eléctrico entre las partículas.
C) Energía nuclear: debida a las interacciones de tipo nuclear entre las partículas.
Trabajo: es la energía transferida a un sistema por medio de una fuerza actuando durante un desplazamiento a nivel macroscópico. En el cual es posible determinar con exactitud y presición en cada punto del espacio tiempo la circulación de una fuerza a lo largo de una distancia.
Calor: es la energía transferida a un sistema o a una porción de un sistema, distinta al trabajo, que le provoca un aumento de energía térmica.

Lo único que haces mal es confundir la energía química con la energías potenciales electromagnéticas intermoleculares. Despues todo lo otro está bien. Porque si piensas en los sólido y en los líquidos en menor medida la energía cinética promedio es igual a la energía potencial electrica promedio y esto es debido a que el sólido ideal puede modelarse como que sus partículas están separadas distancias constantes e iguales y son muelles elástico donde la fuerza elástica es la fuerza intermolecular.

De esta manera una vibración implica energía potencial y eso se daría en los sólidos. A su vez agregé algo al trabajo

Saludos.

[visitante20160513]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

Pues no entiendo por donde vas ignorante, imagino que se expresaría igual que se haría con la expresión clásica del primer principio de la termodinámica, solo que cambiando el calor por el incremento de la energía térmica, ya sabes mi opinión al respecto de eso. ¿Puedes esgrimir tu argumento de una forma clara?

Salu2, Jabato.

[justinux]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

[FONT=Verdana]Hola,[/FONT]
[FONT=Verdana] Estoy de acuerdo con muchos de los análisis que se han dado aquí. Aunque reconozco que el concepto de calor es algo ambiguo, o al menos eso me parece a mi. Sin embargo, el concepto de entropía me parece más adecuado para el análisis de este tipo de proocesos. Y en términos de esta, el calor o mejor dicho, transferencia de calor sería el cambio de entropía multiplicada por la temperatura. Entonces diremos que hay transferencia de calor de un sistema a otro en un proceso dado, si ocurre un aumento de entropía en uno de ellos y un decrecimiento de entropía en el otro. Obviamente y debido al segundo principio estas variaciones no se compensan siempre, y el aumento total de entropía es mayor o igual a cero. Sin embargo lo que si se compensa o mejor dicho se conserva es la energía , que tiene en cuenta el término de variación de entropía por temperatura y por ello interpretamos este término como un tipo de energía asociada a los sistemas macroscópicos o compuestos.[/FONT]
[FONT=Verdana]
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[FONT=Verdana] En el ejemplo particular del rozamiento de superficies el trabajo mecánico hace aumentar la entropía del sistema , y ello hace aumentar la temperatura. Posteriormente el gradiente de temperatura entre las manos y el aire o lo que esté en contacto con estas permite que se alcance de nuevo el equilibrio térmico haciendo disminuir la entropía del sistema y aumentando la del medio en contacto.[/FONT]
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[FONT=Verdana] Ahora con la interpretación de transferencia de calor dado arriba diriamos que el trabajo mecánico hizo aumentar la energía térmica en el sistema , y después hubo una transferencia de calor del sistema al medio para alcanzar el equilibrio térmico.[/FONT]
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[FONT=Verdana]Como bien han dicho en el foro, el calor también se puede transferir por transporte de materia , y eso es debido a que la entropía asociada al material trasferido hace aumentar la misma en el sistema abierto (la entropía es una magnitud extensiva, en general).[/FONT]
[FONT=Verdana] En el caso de la radiación emitida por objetos materiales en equilibrio, lo que sucede es que la interacción del material con el campo electromagnético (que es otra parte del sistema ) hace que disminuya la entropía del material pero aumenta la entropía del campo electromagnético, y en ese sentido decimos que hay transferencia de calor del objeto material a la radiación.[/FONT]
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[FONT=Verdana] En conclusión, mi opinión sobre el tema es que tanto el concepto de calor como el de transferencia de calor son conceptos secundarios, y el de entropía y energía interna son conceptos más fundamentales.[/FONT]
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[FONT=Verdana]Me gustaría plantearles además una aparente paradoja con el concepto de entropía y calor en el problema de choques de agujeros negros, pero para no hacer más largo esta respuesta la subiré en otro post.[/FONT]
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[FONT=Verdana] Saludos[/FONT]

- - - Actualizado - - -

[FONT=Verdana] La radiación es un sistema y tiene propiedades termodinámicas como lo puede tener un gas, o un material ferromagnético, un sistema químico, etc. Hay una entropía de radiación, una energía de radiación y también una temperatura de radiación, e incluso una presión de radiación.. . Y por tanto no estoy de acuerdo con que la radiación es una forma de calor o algo parecido, por lo menos en un sentido estricto. En lenguaje poco preciso decimos que la radiación es una forma de energía y creo que esto tampoco es del todo correcto en un sentido preciso. La radiación es un sistema formado por campos electromagnéticos y por tanto le asociamos una energía t tambien una entropía, del mismo modo que un gas es un sistema de moléculas que pueden moverse más o menos libres, y le asociamos una energía y una entropía. Sin embargo no decimos que un gas es una forma de energía o de calor.[/FONT]
[FONT=Verdana] Es mi opinión.[/FONT]
[FONT=Verdana] Saludos[/FONT]

[visitante20160513]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

Entonces tu propones un enunciado parecido a esto:

$\Delta U=W+TdS$

aunque la igualdad solo se cumpliría para procesos reversibles, imagino. Lo siento pero me gusta más la que yo propuse porque se cumple siempre y conceptualmente es más clara:

$\Delta U=W+\Delta E_t$

andar mezclando ambos principios quizás no me parezca una buena idea.

Salu2, Jabato.

[justinux]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

[FONT=Helvetica]Hola ,[/FONT]
[FONT=Helvetica] Ese es precisamente el primer principio de la termodinámica, y la igualdad se cumple siempre, pues no es otra cosa que la expresión de la conservación de la energía, siempre que en el término $\Delta W$ incluyas todos los trabajos realizados (mecanico, químico, et).[/FONT]
[FONT=Helvetica] Esta expresión es precisamente la que escribiste antes, identificando $\Delta E_t$ por $T\Delta S$. Sin embargo no es posible definir algo asi como energía térmica como si fuera una variable de estado, o sea, como si un sistema se caracterizara por su energía térmica (entre otras cosas) ya que al igual que el concepto de trabajo depende del proceso realizado también sucede lo mismo con el término $T\Delta S$. Como alquien indicó arriba el trabajo no es un diferencial exacto, como tampoco lo es el término $T dS$, pero si lo son $dU$ y $dS$ ya que representan variables de estado. Por este motivo hablamos de transferencia de calor $\Delta Q = T\Delta S$ en un proceso y no hablamos de que un sistema tiene tal o cual calor o energía térmica , como así también hablamos del trabajo realizado en un proceso y no decimos que un sistema tiene tal o cual trabajo. Lo que si podemos decir es que un sistema tiene tal o cual energía interna, entropía, volúmen, etc.[/FONT]
[FONT=Helvetica]
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[FONT=Helvetica]
[/FONT]
[FONT=Helvetica]Otra cosa distinta es la desigualdad a la que me refiero, es decir, que en un proceso dado entre dos sistemas interactuantes entre si pero aislados del resto se cumple que $\Delta S_1 + \Delta S_2 \geq 0$, siempre. O si quieres, en un proceso de un sistema aislado y cerrado la entropía aumenta. Este es el segundo principio. [/FONT]
[FONT=Helvetica]
[/FONT]
[FONT=Helvetica]
[/FONT]
[FONT=Helvetica] Tampoco es cierto que todos los sistemas radiantes disminuyen su temperatura al radiar energía. Precisamente los agujeros negros son un ejemplo de lo contrario. Su temperatura es inversamente proporcional a su masa, y cuando estos radían (radiación de Hawking) su temperatura aumenta ya que pierden masa.[/FONT]

[visitante20160513]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

Pues debo discrepar, al menos de tu primera afirmación. Esa expresión no se ajusta bien al primer principio de la termodinámica, porque debemos aceptar que de forma general se cumplirá que:

$TdS\geqslant \delta Q\qquad\to\qquad \Delta U\leqslant W+TdS$

que es una desigualdad, y por lo tanto no se corresponde con el primer principio de la termodinámica. Sin embargo en la forma en que yo lo expreso la ecuación es una igualdad, que sí se corresponde con dicho principio:

$Q=\Delta E_t\qquad\to\qquad \Delta U= W+\Delta E_t$

Nunca he dicho que la energía térmica fuera una variable de estado y desde luego que el trabajo tampoco lo es, no era ese el objetivo que me ha movido a expresar esa ecuación. Si aceptamos como posición inicial la del sistema en equilibrio en el cero absoluto de temperatura vemos que la evolución del sistema hasta un estado en que la energía interna vale $H$ puede evolucionar de infinitas formas y todas ellas satisfacen el primer principio, pero para que se satisfaga tu ecuación solo existe una forma y además es hipotética, ya que es la del proceso reversible. En la naturaleza los procesos reversibles no existen, son solo entes ideales que utilizamos para desarrollar ciertos razonamientos.

Salu2, Jabato.

[justinux]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

[FONT=Helvetica] Te recomiiendo que revises el excelente libro de Herbert Callen, “Thermodynamics and an introduction to thermostatistics” Addison-Wesley, donde se hace una exposición clara y matemática de los fundamentos fisicos de la termodinámica. En los primeros capítulos expone los postulados de la termodinámica sin ninguna ambiguiedad. A diferencia de muchos libros de termodinámica para ingenieros, aquí la exposición es de caracter postulacional y no histórica por lo que depura muy bien los conceptos.[/FONT][FONT=Helvetica]
[/FONT]
[FONT=Helvetica] La energía interna, como la entropía y el resto de cantidades extensivas han de cumplir la relación de Euler de funciones homogeneas para la ecuación de estado básica, es decir,[/FONT]
[FONT=Helvetica] U = U(S,V,\dots)[/FONT]
[FONT=Helvetica]que debe ser homogenea de primer orden respecto de sus variables. Esto implica que,[/FONT]
[FONT=Helvetica]U = T S +-P V + \mu N +\dots[/FONT]
[FONT=Helvetica]
[/FONT]
[FONT=Helvetica]donde T, P, \mu son los potenciales termodinamicos asociados a S, V, N respectivamente . Es decir [/FONT]
[FONT=Helvetica] [/FONT]
[FONT=Helvetica] T = \frac{\partial U}{\partial S} , P = - \frac{\partial U}{\partial V}, \mu = \frac{\partial U}{\partial N}, etc[/FONT]
[FONT=Helvetica]Este es el primer postulado, la homogeneidad de la ecuación de estado en términos de las variables extensivas.[/FONT]
[FONT=Helvetica]
[/FONT]
[FONT=Helvetica]Y tenniendo en cuenta esto la expresión,[/FONT]
[FONT=Helvetica]dU = T dS - PdV + \mu dN \dots[/FONT]
[FONT=Helvetica]es una igualdad matemática que se cumple siempre. Es una definición matemática que historicamente se le ha llamado primer principio, pero de la igualdad no duda alguna. Se cumple siempre, tanto si el proceso es reversible como si no lo es. No estoy de acuerdo con la desigualdad que escribes. La entropía está bien definida en el estado inicial y final y cumple la relación de arriba sin importar la naturaleza del proceso.[/FONT]
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[FONT=Helvetica]El segundo postulado dice que la ecuación de estado [/FONT]
[FONT=Helvetica] U= /S,V,N,…)[/FONT]
[FONT=Helvetica]nos da la energía interna que es creciente con respecto a la entropíahay por tanto, como consecuencia de esto, la temperatura es positiva.[/FONT]
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[FONT=Helvetica]Las condiciones de equilibrio se deducen de estos dos postulados.[/FONT]
[FONT=Helvetica] Para especificar el estado de un sistema macroscópico se debe dar la energía interna, o la entropía (que en términos microscópicos depende exclusivamente del espacio de fase disponible por todas las configuraciones micro del sistema con una energía dada), y las demás cantidades extensivas No hay necesidad en ningún momento de hablar de energía térmica o cualquier término esotérico. Cuando decimos que la temperatura es un promedio de la energía cinética del sistema solo estamos dando un ejemplo particular de todo lo anterior, es una consecuencia para un caso muy particular. Para los sistemas magnéticos, por ejemplo, la energía cinética no tiene relevancia.[/FONT]
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[FONT=Helvetica] Además mencionas que partiendo de un estado inicial a T=0 la energía interna final es H, que he de suponer que es la entalpía. La entalpía como otras energías libres son transformadas de legendre de la enegía interna y esta en particular depende de la presión y la temperatura, es decir que es la energía libre a T y P constante,, y por tanto tu frase de que U es H partiendo de T=0 es bastante ambigua y no dice nada, ya que solo podrías obtener estados finales con la misma presión y temperatura para que esa igualdad se mantenga[/FONT]
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[FONT=Helvetica] H = U -TS + PV [/FONT]
[FONT=Helvetica]y por tanto,[/FONT]
[FONT=Helvetica] dU = -S dT + V dP[/FONT]
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[FONT=Helvetica]En todo caso creo que, llegados a este punto, parece que no nos vamos a poner de acuerdo, así que yo zanjo la discusión de esto en este momento. Por supuesto esto no quiere decir que yo tenga la razón, solo que creo que nuestras posturas están bastante enraizadas y creo que hablamos lenguajes algo diferentes.[/FONT]
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[FONT=Helvetica] Finalmente quisera recalcar la referncia que mencioné arrba , ya que mi postura y lenguaje son los del propio Callen que es de una escuela de termodinámica matemática y basada en postulados (que no principios) muy bien establecidos. [/FONT]
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[visitante20160513]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

Las fórmulas que has expuesto son ininteligibles, aparecen caracteres para los que no se explica su significado y además sin transformar en LaTex, siendo además de que tus razonamientos están plagados de asertos gratuitos. Si escribes correctamente las fórmulas explicando lo que es cada cosa y demuestras tus afirmaciones o las explicas al menos de una forma razonada tendré el gusto de leerlos y si puedo rebatiré tus argumentos, pero en esta forma creo que no vamos a entendernos.

Salu2, Jabato.

[Richard R Richard]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

Hola Justinux, apreciamos el debate y los aportes que haces, me pasa lo mismo que a jabato por ello te hago un comentario al margen... para que tus formulas escritas en latex se lean bien , Revisa este link

debes envolver las formulas con los tags de apertura y cierre [TEX$]$ y [/TEX$]$ ( aqui los deforme para que no me suceda la conversión).tambien tienes un boton el menu que los aplica directamente al texto.

Con respecto a tus comentarios el tema lo estudie hace demasiados años como para refutar o asentir lo que dices, por ello leo el foro , cada dia aprendo algo nuevo, la idea de este post es dar una definicion mas o menos acabada de los 6 o 7 terminos del primer mensaje escrito por ignorante, pulir un concepto para la mayoria, ya que el post esta clasificado como divulgativo, demasiadas formulas sin la aclaración respectiva de los Síimbolos empleados, nos hara imposible seguirte sin demasiadas preguntas al respecto.

[justinux]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

Disculpa jabato ya que soy nuevo en este foro y escribí las ecuaciones directamente con comandos LaTeX sin los delimitadores del modo matemático. Te reenvío mi respuesta con los delimitadores. La verdad que no me manejo muy bien con el editor del foro y si todavía así no puedes ver las ecuaciones te envío el pdf de la respuesta.
Saludos

Te recomiendo que revises el excelente libro de Herbert Callen, “Thermodynamics and an introduction to thermostatistics” Addison-Wesley, donde se hace una exposición clara y matemática de los fundamentos físicos de la termodinámica. En los primeros capítulos expone los postulados de la termodinámica sin ninguna ambigüedad. A diferencia de muchos libros de termodinámica para ingenieros, aquí la exposición es de carácter postulacional y no histórica por lo que depura muy bien los conceptos.

La energía interna, como la entropía y el resto de cantidades extensivas han de cumplir la relación de Euler de funciones homogeneas para la ecuación de estado básica, es decir, $U = U(S,V,\dots)$ donde $V$ es el volumen y los puntos suspensivos hacen referencia a otras posibles variables extensivas como el número de partículas $N$ la magnetización $M$, etc.Esta expresión debe ser homogenea de primer orden respecto de sus variables. Esto implica que, $U = T S -P V + \mu N + \dots$ donde $T$, $P$, $\mu$ son los potenciales termodinámicos asociados a $S$, $V$, $N$respectivamente . Es decir

$T = \frac{\partial U}{\partial S},\hspace{1cm} P = - \frac{\partial U}{\partial V},\hspace{1cm} \mu = \frac{\partial U}{\partial N},\dots$

son las derivadas parciales de la función energía interna respecto del resto de variables extensivas.

Este es el primer postulado, la homogeneidad de la ecuación de estado en términos de las variables extensivas.

Y teniendo en cuenta esto, la expresión:

$dU = T dS - PdV + \mu dN + \dots$

es una igualdad matemática (es el diferencial de la función energía interna) que se cumple siempre. Es una definición matemática que historicamente se le ha llamado primer principio. Esta igualdad se cumple siempre, tanto si el proceso es reversible como si no lo es. No estoy de acuerdo con la desigualdad que escribes. La entropía está bien definida en el estado inicial y final y cumple la relación de arriba sin importar la naturaleza del proceso.

El segundo postulado dice que la ecuación de estado $U=U(S,V,N,\dots ,)$ de la función energía es creciente con respecto a la entropía y por tanto, como consecuencia de esto, la temperatura es positiva.

Las condiciones de equilibrio se deducen de estos dos postulados.
Para especificar el estado de un sistema macroscópico se debe dar la energía interna, (o la entropía (que en términos microscópicos depende exclusivamente del espacio de fases disponible por todas las configuraciones micro del sistema con una energía dada), junto con las demás cantidades extensivas. No hay necesidad en ningún momento de hablar de energía térmica o cualquier término esotérico. Cuando decimos que la temperatura es un promedio de la energía cinética del sistema solo estamos dando un ejemplo particular de lo anterior, y es una consecuencia para un caso muy particular. Para los sistemas magnéticos, por ejemplo, la energía cinética no tiene relevancia.

Además mencionas que partiendo de un estado inicial a $T=0$ la energía interna final es $H,$ que he de suponer que es la entalpía, o no se si te refieres al hamiltoniano… la verdad no se muy bien a que te refieres … Si te refieres a la entalpía, esta como otras energías libres son transformadas de legendre de la energía interna y esta en particular depende de la presión, es decir que es la energía libre a $P$ y $\mu$ constantes, y por tanto tu frase de que $U$ es $H$ partiendo de $T=0$ es bastante ambigua y no dice nada, ya que solo podrías obtener estados finales con la misma presión y potencial químico para que esa igualdad se mantenga

$H = U + PV -\mu N$

y por tanto,

$dH = dU + TdS + V dP- Nd\mu$

A modo de ejemplo consideremos un gas ideal en un volumen V y formado por $N$ partículas. Son conocidas las ecuaciones de estado:

$PV = N R T$

y,

$U= NRT$

donde U, P, V, N y T son como antes, y R es una constante. No es dificil deducir de los postulados que la función energía interna es, $U = k\frac{N^2}{V}\, e^{\frac{S}{RN}}$ donde$k$ es una constante de integración.
Puedes comprobar que es creciente con S y que de aquí se deducen las ecuaciones de estado anteriores más el potencial químico $\mu = \frac{\partial U}{\partial N} = \frac{U}{N}\left( 2 + \log \left(\frac{UV}{kN^2}\right)\right)$
Con estas ecuaciones puedes determinar el estado del sistema después de cualquier proceso que se te ocurra, y no hay ninguna ambigüedad en los cálculos ni en los conceptos.
Lo que estoy diciendo no es una invención sino que como digo lo puedes encontrar en la literatura seria como la referencia que te menciono. Además la discusión a la que me refiero es basada en postulados y definiciones establecidas. Otros comentarios míos como que no tiene sentido hablar de una energía térmica están bien fundamentados en el argumento de que esta no puede ser una función o que su diferencial no es exacta. Si hablas de energía de cualquier tipo la debes definir en términos de las variables del sistema.

La formulación que aquí expongo es la más general que se puede hacer (ver H. Callen) y no estoy de acuerdo con tu afirmación de que solo vale para procesos reversibles. Eso parece más bien una aseveración tuya que no justificas, e incurres en lo mismo de lo que me acusas.
Puedo entender que en el lenguaje ingenieril o a nivel de secundaria se use un lenguaje poco preciso, pero cuando se hace ciencia uno debe usar definiciones muy precisas tanto operacionales como matemáticas y para ello hay un consenso y no cabe ambigüedad.

Finalmente quisiera recalcar la referencia que mencioné arriba , ya que mi postura y lenguaje son los del propio Callen que es de una escuela de termodinámica matemática y basada en postulados (no principios) muy bien establecidos.

[visitante20160513]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

Todo muy bien, pero que tiene eso que ver con la discusión que veníamos llevando, si no recuerdo mal tu defendías que:

$\Delta U=W+TdS$

y yo que:

$TdS\geqslant \delta Q\qquad\to\qquad\Delta U\leqslant W+TdS$

pero no veo en tu último mensaje ni argumentos a favor ni en contra.

No entiendo nada.

Salu2, Jabato.

[justinux]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

Insisto: lo que te estoy diciendo es que esas desigualdades que tu planteas son Igualdades. La primera desigualdad que escribes no tiene sentido si no defines lo que es $Q$, sin embargo lo que yo indicaba en mi primer mensaje es que uno interpreta $TdS$ como la transferencia de calor (que depende del proceso realizado), por tanto tu segunda desigualdad es también una igualdad, sin embargo esto no es consecuencia de la definición de transferencia de calor sino más bien de los postulados de la termodinámica

$dU = TdS + W$

donde $W$ tiene contribuciones de tipo mecánico, químico, etc...

Como ves (creo) no me estoy desviando de la pregunta inicial sino que te estoy rectificando tus ecuaciones con los postulados de la termodinámica. Además estoy dando una respuesta a la pregunta original sobre lo que se entiende como -calor transferido- que implica un cambio en la entropía $Q = TdS$.
Si continuas sin ''entender nada'' lo mejor será que estudies al respecto con la suficiente rigurosidad como para no recaer en este tipo de errores. nuevamente te remito a la referencia antes citada el cual es un sencillo libro de primer ciclo

[ignorante]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

Pues no entiendo por donde vas ignorante

Hola Jabato. Simplemente voy a la aplicación de tu expresión $\Delta$U = W + $\Delta$${E}_{t}$ en casos muy concretos.

Para aclararlo, consideraré la expresión “normal”: $\Delta$U = W + Q y voy a analizar cómo se escribiría para cada uno de los casos que yo había propuesto:

A) Un pedazo de metal se calienta por efecto de una radiación infrarroja: en este caso hay incremento de la energía interna del sistema debido al suministro de calor en forma de radiación; no se realiza trabajo sobre el sistema. Por lo tanto, para este caso la expresión queda: $\Delta$U = Q

B) Un pedazo de metal se calienta por efecto de una fuerza de fricción: en este caso hay incremento de la energía interna del sistema debido al trabajo de la fuerza de fricción; no se suministra calor al sistema. Por lo tanto, para este caso la expresión queda: $\Delta$U= W

C) Una muestra de gas, en un recipiente cerrado y aislado térmicamente, se calienta por efecto de una compresión con un pistón: en este caso hay incremento de la energía interna del sistema debido al trabajo de la fuerza de compresión; no se suministra calor al sistema. Por lo tanto, para este caso la expresión queda: $\Delta$U = W

D) Una mezcla de sustancias, en un recipiente cerrado, rígido y aislado térmicamente, se calienta porque reaccionan químicamente de modo exotérmico: en este caso NO hay incremento de energía interna del sistema; no se realiza trabajo sobre el sistema (recipiente rígido), ni tampoco se le suministra calor (recipiente cerrado y aislado térmicamente). Por lo tanto, para este caso la expresión queda: $\Delta$U = 0

Ciertamente en este último caso sí hay incremento de energía térmica del sistema, y sin embargo no hay incremento de energía interna; la energía interna permanece constante en un sistema aislado. ¿No hay aquí algo contradictorio? ¿Cómo puede aumentar la energía térmica y no la energía interna? Lo que ocurre es que el aumento de energía térmica proviene de la energía química del mismo sistema. Es decir, al interior del sistema ocurre una transformación de energía química en energía térmica. La energía térmica ganada se compensa con la energía química perdida, quedando constante la energía interna.

Ya he hecho el análisis de la expresión $\Delta$ U = W + Q en cada uno de los casos propuestos. ¿Podrías tú, Jabato hacer lo mismo pero con tu expresión: $\Delta$U = W + $\Delta$${E}_{t}$ ? ¿Llegarías a los mismos resultados que yo, o a otros diferentes? Te invito a que lo analices.

[visitante20160513]

Re: Reflexiones sobre el calor y otros conceptos relacionados

Ya te entiendo, ahora sí. Pues la verdad es que me haces dudar porque la única que me queda es, dado que $\Delta E_t>0$, deducir que el sistema realiza un trabajo, $W<0$, pero no tengo muy claro que tal cosa sea cierta, aunque quizás haya una rendija por la que poder escaparme. La masa total del sistema no varía y tampoco tengo muy claro que la energía térmica deba incrementarse. La temperatura sí se incrementa, desde luego, pero ... ¿porque he de suponer que la energía térmica debe aumentar? Los reactivos han cambiado y cabría la posibilidad de que la energía térmica no hubiera variado aunque haya variado su temperatura. Sería digno de un análisis más detallado. No tengo la respuesta a estas preguntas pero desde luego podría ocurrir que la energía térmica permaneciera constante y entonces también podría ocurrir que el trabajo realizado fuera nulo conforme al primer principio de la termodinámica. Se cumplirían entonces las tres ecuaciones:

$\Delta U=W=\Delta E_t=0$

La energía térmica contenida en los reactivos podemos asumirla (aunque no es una regla general) como proporcional a su masa y a su temperatura, pero al cambiar los reactivos cambian sus masas y las constantes de proporcionalidad de cada uno de ellos, de forma que el cómputo de la energía térmica total podría ser invariable.

Bonita cuestión, lástima que no tenga una respuesta clara.

Salu2, Jabato.