Física 2: Cambios de energía interna por calor y trabajo.

En termodinámica calor y trabajo se definen como energías en tránsito.

Se define el calor (Q) como la forma de energía que atraviesa las fronteras de un sistema debido a una diferencia de temperatura, por conducción o por radiación. En tanto que el trabajo (W) que un sistema intercambia con su medio ambiente está asociado siempre con la acción de fuerzas en movimiento. Puesto que es una energía en tránsito, un sistema nunca contendrá trabajo sino que será capaz de realizarlo o de recibirlo, en un intercambio de energía con los alrededores, que podrán ser otro sistema o su medio ambiente. El universo termodinámico es minúsculo y está constituido por el sistema y sus alrededores, con el cual el sistema puede intercambiar energía como calor o trabajo.

Otra forma de calentar o enfriar un cuerpo es por medio del trabajo mecánico, ejemplos de esto ocurren cuando nos frotamos las manos para calentarlas, cuando nos lanzamos por un tobogán largo, cuando se martilla un clavo, cuando se pule la superficie de un carro y un sin número de otras experiencias donde los cuerpos se calientan por el mero roce entre sus partes, pero en ninguno de esos casos, el calentamiento de los cuerpos ocurre por el contacto con una fuente a más alta temperatura. . El Trabajo mecánico se mide a través del producto de la componente de la fuerza que actúa en un cuerpo en la dirección del desplazamiento, multiplicada por el desplazamiento, es decir:

Trabajo = Fuerza D* Desplazamiento

Expansión o Dilatación térmica:
Cuando un cuerpo es calentado de cualquier forma ya sea mediante el trabajo o mediante el calor, se produce un incremento de la energía interna del cuerpo, que da lugar a que sus átomos o moléculas se alejen entre sí, produciendo una expansión del material en la mayoría de los casos y por consiguiente una disminución de su densidad, es decir una disminución de la masa del material por cada unidad de volumen ocupado.