La Termodinámica estudia las transformaciones e intercambios de energía que tienen lugar en la materia, particularmente las transformaciones de trabajo en calor y de calor en trabajo.
Energía Interna: es toda energía de un sistema que está asociada con sus componentes microscópicos, átomos, y moléculas, cuando se ve desde un sistema de referencia en reposo con respecto al centro de masa del sistema.
El calor se define como la transferencia de energía a través de la frontera de un sistema debido a la diferencia de temperatura entre el sistema y su entorno. El trabajo y el calor no son energía, son formas de transferencia de energía.
El calor se mide en calorías: 1 caloría es la cantidad necesaria de energía para elevar la temperatura de 1 gramo de agua de 14,5° C a 15,5° C a presión normal. .
La capacidad calorífica de una masa es la energía necesaria para elevarla , considerando volumen constante o presión constante a veces:
El calor específico es la capacidad calorífica por unidad de masa :
Calorimetría
La calorimetría es la medición del calor. Sea un recipiente con una cantidad de agua y con un termómetro que actualmente indica la temperatura . Se le introduce un objeto de masa con una temperatura mayor a la del agua, por lo que el termómetro marca . Eventualmente, ambos sistemas equilibran sus temperaturas, y el termómetro marca .
En un cambio de fase la energía entregada a la sustancia se usa para cambiar su estructura interna, sin cambio en su temperatura. La cantidad de energía necesaria depende de su masa.
El calor latente depende de la sustancia y del cambio de fase: