fisicouimica

1. SISTEMAS TERMODINÁMICOS En la termodinámica, a la parte macroscópica del universo objeto de estudio se le llama SISTEMA. A las partes del universo que pueden interaccionar con el sistema se les llama ALREDEDORES O ENTORNO

2. TIPOS DE SISTEMAS Un sistema abierto es aquel en el que se puede transferir materia entre el sistema y los alrededores. Un sistema cerrado es aquel en el que no es posible tal transferencia de materia. Un sistema aislado es el que no interacciona de ninguna forma con los alrededores.

3. ESTADO Y EQUILIBRIO Considere un sistema que no se somete a ningún cambio, en este caso es posible medir o calcular todas las propiedades del sistema lo que resulta en un conjunto de propiedades que describen por completo la condición o el ESTADOdel sistema. En un cierto estado, todas las propiedades tienen valores fijos.

4. EQUILIBRIO La termodinámica estudia estados de equilibrio. La palabra equilibrio implica un estado de balance. En un estado de equilibrio no hay potenciales desbalanceados(o fuerzas impulsoras) dentro de un sistema. Un sistema no está en equilibrio termodinámico a menos que las condiciones de todos los tipos relevantes de equilibrio se satisfagan

5. EQUILIBRIO El concepto de equilibrio puede concretarse en los tres tipos siguientes: Para que exista equilibrio mecánico, tanto las fuerzas que actúan sobre el sistema como las existentes en su interior deben estar equilibradas; en consecuencia no existe aceleración del sistema, y no hay turbulencias en su interior. Para que exista equilibrio material no deben existir reacciones químicas globales en el sistema, ni haber transferencia neta de materia desde una parte del sistema a otra o entre el sistema y sus alrededores; las concentraciones de las especies químicas en las distintas zonas del sistema son constantes con el tiempo.

6. EQUILIBRIO Si un sistema involucra dos fases, se encuentra en equilibrio de fasescuando la masa de cada fase alcanza un nivel de equilibrio y permanece ahí. Por último para que se dé el equilibrio térmico la temperatura debe ser la misma en todo el sistema, es decir, el sistema no involucra diferenciales de temperatura, que son fuerzas impulsoras para el flujo térmico.

7. PROCESO REVERSIBLE Un cambio en el estado de equilibrio de un sistema se llama proceso. En un proceso reversible el sistema se mantiene en un estado de equilibrio virtual durante todo el proceso; un proceso reversible es descrito a veces, como una sucesión de estados de equilibrio. Esto requiere que la diferencia de potencial (entre el sistema y los alrededores) que causa el proceso sea sólo infinitesimal ; y así, la dirección del proceso puede ser invertida por un aumento o disminución infinitesimal en el potencial del sistema o los alrededores. Cualquier proceso real o natural ocurre en forma irreversible; pudiéndose pensar que un proceso reversible es un límite al que podamos acercarnos, pero sin alcanzarlo nunca.

8. PROPIEDADES TERMODINÁMICAS Sirven para caracterizar un sistema en equilibrio La composición La presión El volumen La temperatura

9. PROPIEDADES TERMODINÁMICAS EXTENSIVAS INTENSIVAS Una propiedad termodinámica extensiva es aquella cuyo valor es igual a la suma de los valores correspondientes a diferentes partes del sistema. Por ejemplo: la masa Las propiedades que no dependen de la cantidad de materia en el sistema se denominan intensivas. Por ejemplo: la densidad, la presión

10. SISTEMA HOMOGÉNEO Y HETEROGÉNEO Si cada propiedad macroscópica intensiva es constante a lo largo de un sistema, éste es homogéneo Cuando un sistema no es homogéneo, puede constar de una serie de partes que si lo son. Una parte homogénea de un sistema se denomina fase.Un sistema formado por dos o más fases es heterogéneo

11. PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

12. INTRODUCCIÓN A menudo nos interesamos por las transferencias de energía. Al quemar un combustible El químico necesita alguna manera de estimar cuánta energía puede desprenderse de una reacción, o cuánta energía se necesita para que una reacción tenga lugar. Termoquímica

13. ENERGÍA INTERNA La energía interna (U) consta de energía molecular(electrónica, vibracional, rotacional), energía relativista de la masa en reposo de los electrones (K) y del núcleo, y energía potencial de interacción entre las moléculas (P). E(total)= K + P + U Debido a que la termodinámica es una ciencia macroscópica, su desarrollo no requiere conocer la naturaleza de U. Todo lo que necesita son formas de medir la variación de U en un proceso. Esto nos lo proporciona la primera ley de la termodinámica

14. CALOR Y TRABAJO El calor (q) es una transferencia de energía entre el sistema y su entorno debida a una diferencia de temperatura. El trabajo (W) es una transferencia de energía entre el sistema y su entorno debida a una fuerza macroscópica que actúa a lo largo de una distancia. El calor y el trabajo son formas de transferencias de energía, más que formas de energía.

17. ENTALPÍA En el laboratorio, la mayor parte de los procesos químicos físicos se efectúan bajo presión constante, y no a volumen constante. En tales casos se escribe o también

18. donde el subíndice p indica que el proceso se realiza a presión constante. Cuando se reordena la ecuación anterior se obtiene Definimos una nueva función llamada ENTALPÍA ENTALPÍA

19. ENTALPÍA Cuando un sistema cambia del estado 1 al estado 2, el cambio de entalpía es

20. Esta ecuación se aplica si no se mantienen constantes la presión ni el volumen. Pero si ΔP=0 ENTALPÍA

21. ESTADO NORMAL DE LAS SUSTANCIAS PURAS El estado normal ( o estándar ) de una sustancia pura se define como sigue: Para un sólido o líquido puro, se define como el estado correspondiente a una presión P=1 bar y a una temperatura T, donde T es la temperatura de interés. El símbolo para un estado normal es el símbolo de grado. Para un gas puro, el estado normal a temperatura T se elige como el estado en el que P=1 bar y el gas se comporta como gas ideal.

22. ENTALPÍA NORMAL DE FORMACIÓN(ΔHf˚) La entalpía normal de formación ( o calor normal de formación) de una sustancia pura a una temperatura T, es el cambio de entalpía normal para el proceso en el que se forma un mol de la sustancia en su estado normal a T, encontrándose cada elemento en su forma de referencia

23. MÉTODOS PARA CALCULAR LA ENTALPÍA NORMAL DE FORMACIÓN (ΔHf˚) Método Directo Este método funciona en compuestos que se pueden sintetizar con facilidad a partir de sus elementos. La formación de CO2 a partir de grafito y O2 es un ejemplo de ello.

26. ENTALPÍAS NORMALES DE REACCIÓN Para cualquier reacción química, se define la entalpía normal de reacción, como: La variación de entalpía al transformarse los números estequiométricos de moles de los reactivos puros, separados y cada uno de ellos en sus estados normales a temperatura T, en los números estequiométricos de moles de los productos puros, separados cada uno de ellos en su estado normal a la misma temperatura T. con frecuencia se llama calor de reacción

28. La capacidad calorífica (C) es la energía que se necesita para elevar la temperatura de una cantidad dada de sustancia en 1 K CAPACIDAD CALORÍFICA

29. A volumen constante CAPACIDAD CALORÍFICA

30. A presión constante CAPACIDAD CALORÍFICA

31. CAPACIDAD CALORÍFICA