Hay dos formas de aumentar o disminuir la energía de un sistema:

 

1. Mediante la realización de un trabajo (W)

Fíjate en la jeringuilla clínica de la imagen, a la que se ha obturado la boca para que no pueda escapar el gas contenido en su interior. Si ahora empujas el émbolo presionando, el gas se comprime. El sistema termodinámico ha cambiado sus variables, ahora la presión es mayor y el volumen es menor. De hecho, la energía del sistema ha aumentado, como podemos comprobar si dejas en libertad el émbolo, momento en el que se desplazará en sentido contrario hasta recuperar su posición inicial. La situación es similar a la compresión de un muelle.

 

2. Mediante el intercambio de calor (Q)

Otra forma más común para intercambiar energía entre sistemas es a través de su calentamiento: cuando se ponen en contacto dos sistemas a diferente temperatura se produce una transferencia de energía en forma de calor del cuerpo más caliente hacia el más frío. Este mecanismo es el utilizado para cocinar o calentar una habitación. También en el proceso de cambio de estado debe transferirse calor para que éste se produzca.

Cuando se transfiere energía en forma de calor, éste se transmite en forma de choques a escala de partículas, provocando, como ya sabes, el movimiento desordenado de las partículas del sistema. Fíjate en lo que sucede al calentar un gas.

Equivalente mecánico del calor

La transferencia de energía de una u otra forma es equivalente, tal y como demostró a mediados del siglo XIX el inglés J. Joule, demostrando en su experiencia que la realización de un trabajo podía aumentar la temperatura de un sistema térmicamente aislado en su famoso experimento, que puedes simular en el siguiente experimento.