Primeira Lei da Termodinâmica

Quando a gasolina alimenta o motor de um automóvel, a energia produzida é liberada como calor e trabalho. No motor de combustão de um carro, a mistura de combustível e ar contém energia química, que é um tipo de energia potencial. Esta energia potencial é então transformada em energia cinética através de uma reação de combustão que gera calor.

O calor proveniente da reação é então convertido em trabalho pela expansão de gases quentes que empurram o pistão, que depois aciona a cambota e acaba por colocar o carro em andamento. Todas estas interconversões de energia devem seguir a primeira lei da termodinâmica a energia é sempre conservada e não pode ser criada ou destruída. Para estudar as mudanças energéticas num sistema devem ser consideradas todas as fontes de energia, incluindo as energias potencial e cinética.

A energia total dentro de um sistema em qualquer momento é chamada de energia interna, que tem o símbolo U, ou às vezes simbolizada com E.A energia interna de um sistema pode mudar. A energia interna de um carro com o tanque cheio o seu estado inicial é diferente da energia total enquanto o carro está a circular e está novamente diferente quando o tanque está vazio o seu estado final. Se todo o combustível é utilizado para conduzir 300-ou 50 milhas é irrelevante, quando o tanque está vazio, o carro atinge um novo estado interno.

Assim, a energia interna é descrita como uma função de estado, que não é afetada pela forma como o sistema acabou por ficar no seu estado atual. Portanto, a mudança na energia interna de um sistema, delta U, é medida como a diferença entre os valores dos seus estados final e inicial. Porque a energia é conservada, a alteração na energia interna de um sistema deve ser acompanhada por uma alteração igual e oposta na energia das áreas circundantes.

Nos sistemas químicos, a alteração na energia interna é descrita pela diferença entre o estado inicial do reagente e o estado final do produto. É utilizada para compreender o fluxo de energia de um sistema.