Written by Considere un contenedor de paredes rígidas y aislado térmicamente dividido por una partición. Suponiendo que uno de los compartimentos contiene gas y el otro está vacío.
Si retiramos el tabique, el gas sufre lo que se conoce como expansión libre en la que no se realiza ningún trabajo o se transfiere calor. Según la primera ley de la termodinámica (ΔU = Q – W) cuando Q y W no cambian, la energía interna permanece sin cambios. Para intentar averiguar si en esta expansión libre el gas sufre variaciones de temperatura, el científico Joule llevó a cabo en 1843 unos experimentos, experimentos conocidos como efecto Joule.
Para tratar de encontrar alguna relación entre la energía interna y la variación de volumen o presión, en su experimento original, Joule sumergió dos recipientes (como se muestra en la figura), uno con gas y el otro al vacío al baño María. La temperatura se midió antes y después de la variación de temperatura del agua. Como la diferencia entre el calor específico del agua y el recipiente de Joule, nada se puede medir con este experimento.
Ahora se sabe que la energía interna de un gas real depende de la presión o el volumen, así como de la temperatura. Sin embargo, la dependencia de la presión y el volumen es muy pequeña y la dependencia de la temperatura es muy alta. Entonces para concluir podemos decir que la energía interna de un gas depende directamente de la variación de temperatura que sufre este gas.
Como el cambio de energía interna no depende del cambio de presión o volumen, podemos decir que en un gráfico P por V no dependerá del camino. Calculemos el cambio en la energía interna de un cuerpo entre dos adiabáticos.
UAB = Qv = mcΔT
Uantes de Cristo = 0 (adiabático)
Por lo tanto, solo hay variación de energía interna en el proceso AB donde hay variación de temperatura.
