1. La Primera Ley de la termodinámica
Ningún dispositivo o ninguna máquina pueden crear energía, en todo caso la
producción de energía es equivalente a la energía que se recibe.
La Primera Ley de la Termodinámica o principio de conservación de la energía,
en su forma clásica establece que:
“La Energía no se crea ni se destruye en los procesos, solo se transforma”
Fuente: Termodinamica-Cengel & Boles 6ta.Edic
Para que esta Ley sea de utilidad al Ingeniero o al tecnólogo, es necesario
identificar de antemano las diferentes formas de energía con el objeto de poder
cuantificarlas y realizar balances energéticos.
Las formas de energía son las siguientes:
 Energía térmica (calor)
 Energía mecánica (trabajo)
 Energía radiante (radiación)
 Energía Química (combustión)
 Energía Eléctrica
Esas distintas formas de energía sufren procesos de transformación, la energía
que está detrás de esos fenómenos físicos cambia de una forma a otra, es decir,
hay un principio de equivalencia general entre las formas de la energía de
acuerdo a su presentación.
El principio de conservación de la energía nos indica que es posible determinar
relaciones de equivalencia entre las diferentes formas de energía.

2. El primer principio, que es una de las bases de información del sistema
energético, hace posible los balances energéticos y también la existencia de las
equivalencias de las distintas formas de energía. Este principio implica que la
utilización de una forma de energía no significa su destrucción.
Por ejemplo, si se usa energía eléctrica para iluminación por medio de una lámpara de
100 vatios de potencia, no es cierto que parte de esa energía desaparezca. En realidad
la energía modificó su apariencia, mientras su cantidad aparece constante, tanto en
iluminación como en calor.
Una cierta cantidad de calor representa una cierta cantidad de trabajo o de
electricidad, y esto siempre se relaciona a través de unidades de medida.
Veamos cómo se relacionan todas estas unidades de energía:
Energía, calor, trabajo y potencia son cuatro conceptos que se confunden con
frecuencia. Si se ejerce fuerza sobre un objeto y este se desplaza cierta
distancia se realiza trabajo, se libera calor por la fricción y se transforma energía.
La energía, el calor y el trabajo son tres aspectos de un mismo concepto.
La energía es la capacidad para hacer trabajo, el calor puede ser un
subproducto del trabajo, pero también es una forma de energía. Considérese,
por ejemplo, un automóvil con un tanque lleno de gasolina. Esa gasolina
contiene energía química con capacidad para crear calor (en el motor de
explosión con la aplicación de una chispa) y para hacer el trabajo (la combustión
de la gasolina permite mover el automóvil cierta distancia).
La unidad SI de energía, calor y trabajo es el Joule (J) o Julio. El sistema métrico
utiliza el Kilogramo caloría o Kilocaloría (Kcal) y sus múltiplos. Los sistemas
inglés y americano emplean la unidad térmica británica (British Thermal Unit,
BTU) y sus múltiplos. Otra unidad es el Kilowatts hora (KW/h) o Kilovatio hora.
La potencia es la velocidad a la que se realiza trabajo (o se libera calor, o se
convierte energía). Un bombillo de alumbrado consume 100 Watts, o sea
consume 100 julios de energía por segundo de electricidad y usa esa
electricidad para emitir luz y calor (dos formas de energía). El ritmo de consumo
realizado a razón de un julio por segundo se llama vatio o watts. Las unidades
más comunes de potencia son múltiplos del vatio, el caballo vapor (horsepower
o HP), el caballo vapor métrico (CV), el pie-libra por segundo y el kilogramo
fuerza por segundo.
Otras dos unidades que merecen ser mencionadas son la TEC (Tonelada
Equivalente de Carbón) y la TEP (Tonelada Equivalente de Petróleo). Estas
unidades han sido creadas para tener puntos de referencia comunes entre las
diferentes unidades de energía en todo el mundo, y su principal fundamento son
las realidades económicas de los países. _La TEC se creó cuando el carbón era
el principal combustible comercial. Cuando las necesidades cambiaron y le
demanda del petróleo superó a la del carbón, el petróleo se convirtió en el
principal combustible comercial.
1 TEC = 7Gcal
1 TEP = 10 Gcal (41.9 GJ)

3. Además la kilocaloría, el Joule, el KW/h, y el BTU se relacionan entre sí de la
manera siguiente:
1 Kcal = 4.19 KJ
1 Kwh= 3.6 x 106 Joule
1 BTU = 0,252 Kcal= 1055.1 Joule
1 Kcal = 1.16 x10-3 KW/h
Se presenta a continuación el siguiente Cuadro de Equivalencias:
Fuente: Estadisticas de Energia-ONU
Lo anteriormente expuesto posibilita transformar todas las manifestaciones de la
energía a alguna de estas unidades de medida y agregarlas como si se trataran de
un mismo bien desde el punto de vista físico.
Veamos un par de ejemplos:
1 Kg de carbón ~ 6,500 Kilocalorías
1 Kg de petróleo ~ 10,000 Kilocalorías
Ambos insumos son capaces de entregar por unidad una cantidad diferente de
energía o de trabajo.
Por otro lado, si se da a seleccionar entre dos cilindros que tienen aire y el mismo
contenido de energía, con el objeto de arrancar un motor de combustión interna,
pero en uno de ellos el aire se encuentra a 60 bar de presión, y en el otro el aire se
encuentra a 60 oC de temperatura, la intuición indica que el primero es más valioso
que el segundo puesto que al estar el aire a presión se podrá hacer pasar a través
de un dispositivo y conseguir el arranque del motor, mientras que en el segundo el
arranque sería probablemente imposible. De nuevo se observa que unas formas de
energía son más valiosas que otras.

4. Aun cuando el valor o utilidad de la energía queda cuantificado solamente a través
de la segunda Ley de la Termodinámica que se estudiará más adelante. Ahora ha
sido conveniente identificar las diferentes formas de energía con fin, dependiendo
las aplicaciones particulares, y realizar balances apropiados.
Es importante enfatizar que la primera Ley y la segunda Ley de la Termodinámica
constituyen las bases en el análisis de todos los procesos en los cuales interviene la
conversión de energía.
Existen muchas interpretaciones del 1er principio de la termodinámica. Con fines
prácticos vamos a poner a consideración de nuestro estudio una definición muy
simple:
Las diferentes manifestaciones de la energía son equivalentes, de manera
que es posible medir - con la misma unidad - la energía contenida en diversos
medios portadores de la misma como la electricidad, o el calor. Para fines
prácticos, la conversión de una unidad en otra exige coeficientes de
conversión.