El Principio de Conservación de la Energía y Primer Principio de la Termodinámica
Desde mucho tiempo atrás, los científicos han aceptado la idea de que no se puede producir un tipo particular de energía sin que desaparezca otra forma de energía en cantidad equivalente. Es así, por ej., que S. Stevin en el año 1605, como así también Galileo, demostraron la imposibilidad de construir un móvil perpetuo o máquina de movimiento continua, es decir, un mecanismo capaz de producir trabajo mecánico continuamente sin tomar energía de una fuerte interior y sin sufrir él mismo un cambio.
Aunque esta idea llegó a ser tan evidente que la Academia Francesa en el año 1775 resolvió no aceptar en adelante ninguna prueba que pretendiera construir un móvil de tal tipo, la teoría del calórico aceptada en esa época hizo que no se incluyera en ella el concepto de la equivalencia entre trabajo y calor que surgía de las expresiones de Mayer y Joule. Fue recién en 1847 que Von Helmoltz mostró con claridad que la imposibilidad de lograr un movimiento perpetuo y la equivalencia entre trabajo y calor, eran aspectos parciales de una ley general que se conoce con el nombre de “Ley de la conservación de la energía”.
Esta Ley podría enunciarse diciendo que la energía se puede convertirse de una forma en otra, pero no se puede crear ni destruir.
Significa también que al producirse cierta cantidad de una clase de energía deberá consumirse una cantidad equivalente de otra clase o clases de energía. Basándose en que la ley de conservación de la energía es universal, la termodinámica ha adoptado como un principio al cual se conoce como “Primer Principio de la Termodinámica”, esto quiere decir que el enunciado del primer principio coincide con el de la ley. Aunque como hemos visto, históricamente el primer principio está asociado a la imposibilidad del movimiento continuo y a la equivalencia entre trabajo y calor, su validez tiene una base mucho más firme ya que conduce a una gran variedad de conclusiones que han mostrado estar de acuerdo con la experiencia. Anteriormente habíamos dicho que el conjunto de un sistema y su recipiente térmico se puede considerar un sistema aislado.
La aplicación del primer principio a un sistema aislado exige que su energía total
permanezca constante aunque pueda haber cambios de una forma a otra. O sea que la
ganancia o pérdida de energía que sufra el sistema, deberá estar perfectamente
compensada por la pérdida o ganancia de energía, respectivamente, por parte del
recipiente térmico. Si bien las formas de energía pueden ser diferentes, sus magnitudes
deben ser equivalentes.