termoquÍmica
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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR
FACULTAD MULTIDISCIPLINARIA PARA
CENTRAL
Tema: Termoquímica
Grupo: 5
Catedrático: Mcs.Doc Pedro Alonso Barraza
Integrantes: Rafael Emilio Recinos Palacios
Wendy Yessenia López López
Fabricio Antonio Arias Córdova
¿QUE ESTUDIA LA TERMOQUÍMICA?
Estudia las
transformaciones
que presenta la
energía calórica en
las reacciones
químicas.
REACCION EXOTERMICA:
LIBERA CALOR
REACCION ENDOTERMICA:
REQUIERE O ABSORBE
CALOR
La termodinámica es la que estudia los estados
de los sistemas materiales macroscópicos y los
cambios que pueden darse entre esos estados,
en particular, en lo que respecta a temperatura,
calor y energía.
ALGUNOS EJEMPLOS DE LUGARES DONDE SE ENCUENTRA
LA TERMODINÁMICA
- En las maquinas de vapor
- Destilación
- Un cerillo encendido
- Motor de gasolina
MAQUINAS DE VAPOR
DESTILACIÓN
UN CERILLO ENCENDIDO
MOTOR DE GASOLINA
A CONTINUACIÓN UNA LISTA DE CONCEPTOS QUE VAN A SER
ÚTILES PARA ENUNCIAR LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA.
CALOR
El calor en termodinámica se considera como la energía que fluye al entrar en
contacto 2 sustancias que se encuentran a diferente temperatura. El calor siempre
fluye del cuerpo caliente al cuerpo frío.
Por convención el calor que sale de un sistema tiene signo negativo; mientras
que el calor que ingresa a un sistema tiene signo positivo.
Energía
ENERGÍA
El concepto de energía es la capacidad de generar
movimiento (trabajo) o lograr la transformación de algo.
PRESIÓN
Es una magnitud física escalar que mide la fuerza en dirección
perpendicular por unidad de superficie, y sirve para caracterizar cómo se
aplica una determinada fuerza resultante sobre una superficie.
En el Sistema Internacional la presión se mide en una unidad derivada
que se denomina pascal (Pa) que es equivalente a una fuerza total de
un newton actuando uniformemente en un metro cuadrado.
PROPIEDADES EXTENSIVAS
Son las que dependen de la cantidad de sustancias del sistema, y son recíprocamente equivalentes a las intensivas. Una propiedad extensiva depende por tanto del “tamaño” del sistema. Una propiedad extensiva tiene la propiedad de ser aditiva en el sentido de que si se divide el sistema en dos o más partes, el valor de la magnitud extensiva para el sistema completo es la suma de los valores de dicha magnitud para cada una de las partes.
Ejemplos :
La masa, el volumen, el peso, cantidad de sustancia, energía, entropía y entalpía.
PROPIEDADES INTENSIVAS
Son aquellas que no dependen de la cantidad de sustancia
o del tamaño de un sistema, por lo que el valor
permanece inalterable al subdividir el sistema inicial en
varios subsistemas, por este motivo no son propiedades
aditivas.
Ejemplos:
La temperatura, la presión, la velocidad, el volumen
específico (volumen ocupado por la unidad de masa), el
punto de ebullición, el punto de fusión, la densidad,
viscosidad, dureza, concentración y solubilidad.
DIAGRAMAS TERMODINÁMICOS
Estos representan en forma gráfica las propiedades termodinámicas de
sustancias reales. Los diagramas más comunes que se emplean son:
Diagrama p-V (diagrama de Clapeyron): Este es uno de los más comunes.
Tiene las siguientes propiedades de interés: el área bajo la curva representa
el trabajo sin trasvasijamiento. En un ciclo cerrado, si el ciclo se recorre a
favor de los punteros del reloj, el trabajo intercambiado es positivo (ciclo
motriz). Si se recorre en contra de los punteros del reloj, el trabajo
intercambiado es negativo (ciclo que absorbe trabajo).
LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA
Este principio o ley cero, establece que existe una determinada propiedad
denominada temperatura empírica θ, que es común para todos los estados de
equilibrio termodinámico que se encuentren en equilibrio mutuo con uno dado.
En palabras llanas: «Si pones en contacto un objeto frío con otro caliente,
ambos evolucionan hasta que sus temperaturas se igualan».
Tiene una gran importancia experimental «pues permite construir instrumentos
que midan la temperatura de un sistema» pero no resulta tan importante en el
marco teórico de la termodinámica.
LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA
“Dos sistemas que
separadamente están en
equilibrio térmico con un
tercer sistema, están en
equilibrio térmico también
entre sí”
Termodinámica
Presiona
ENTER
EN EL EQUILIBRIO TÉRMICO NO HAY FLUJO DE
CALOR NETO POR ESTAR A LA MISMA
TEMPERATURA, ASÍ, LA TEMPERATURA ES UN
INDICADOR DE EQUILIBRIO TÉRMICO, LO QUE
JUSTIFICA EL USO DE ÉSTA COMO VARIABLE
TERMODINÁMICA. LA LEY CERO AVALA EL USO,
TANTO DE LOS TERMÓMETROS, COMO DE LA
TEMPERATURA.
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
Es un postulado del principio de conservación de la energía.
“La Energía no se crea ni se destruye, solamente se transforma de un
tipo a otro”
Expresada en términos de variables termodinámicas:
“La variación de la energía interna de un sistema es igual a la energía
transferida a los alrededores o por ellos en forma de calor o trabajo”
DU = q + w
DU = cambio en la energía interna
q = calor absorbido ( + ) o cedido ( – )
w = trabajo efectuado por el sistema ( – )
o sobre el sistema ( + )
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
DU = q + w
DU = cambio en la energía interna
q = calor absorbido ( + ) o cedido ( – )
w = trabajo efectuado por el sistema ( – ) o
sobre el sistema ( + )
Nota que la energía que entra al sistema
se considera positiva y la energía que
sale se considera negativa, por ejemplo,
en la imagen el calor es positivo y el
trabajo también.
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La Energía no puede destruirse, pero en
cada conversión se pierde algo de energía
en forma de un “calor inútil”. La medida en
que se degrada la energía hasta la
“inutilidad” recibe el nombre de “Entropía”.
El concepto entraña consecuencias e
implicaciones de muy amplia trascendencia
científica y filosófica, ya que indica que el
universo marcha lentamente a una muerte
segura, conocida como la muerte térmica del
unverso.
En la naturaleza hay procesos que suceden pero cuyos procesos
inversos no, para explicar esa falta de reversibilidad se formuló la
segunda ley de la termodinámica. Los procesos naturales tienden
a ir hacia la dispersión de la energía.
El vaso de autollenado de Robert
Boyle, violaría la segunda ley de la
termodinámica
ENTROPÍA
Pérdida parcial de la capacidad para efectuar trabajo . También,
se puede interpretar en términos de orden y desorden:
Un aumento en la Entropía está asociado con
un incremento del desorden en la materia. Un
aumento en la entropía de un sistema aislado
que evoluciona hacia el equilibrio se relaciona
directamente con el paso de estados menos
probables a estados más probables. La
Entropía S de un sistema es una función del
estado termodinámico del sistema.
La medida de la dispersión de la energía se
describe mediante la ENTROPÍA (S). Lo
espontáneo es pasar de un estado de menor
entropía a uno de mayor entropía.
¿MAYOR O MENOR ENTROPÍA?
ΔS = + ΔS = +
ΔS = - ΔS = -
TERCERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
Enunciado de Nernst-Simon:
“En cualquier proceso isotérmico que implique sustancias en equilibrio
interno, la variación de entropía tiende a cero cuando la temperatura
tiende a cero absoluto”
Es válido tanto para sustancias puras como para mezclas, aunque en esta
últimas sea muy difícil encontrar la condición de equilibrio necesaria.
En general, se concluye de esta ley que el cero absoluto es imposible
de alcanzar en un número finito de pasos.
TIRANÍA TERMODINÁMICA
Si nos quedamos con las tres leyes clásicas de la termodinámica, tenemos un juego
en el que nunca querríamos participar, si tuviéramos la posibilidad de elegir:
No puedes ganar.
No puedes empatar.
No puedes abandonar.
Así que sólo nos queda perder. Y ciertamente, si el universo llegara a durar lo
suficiente, llegaría un momento en el que todas sus partículas estarían a la misma
temperatura, y sería imposible ningún proceso termodinámico, lo que se conoce
como la Muerte Térmica del Universo.
Pero no podemos elegir. Es el juego que nos ha tocado jugar y no podemos cambiar
sus reglas.
En un capítulo especial de la serie animada “The
Simpsons”, Lisa, aburrida por la falta de escuela,
construye una máquina de movimiento continuo
que cada vez va más rápido. La idea no agrada a
Homer , que le advierte gritando:
“Lisa, en esta casa nosotros obedecemos las
leyes de la termodinámica”.
LAS LEYES DE LA TERMODINÁMICA Y LOS SIMPSON
La máquina de movimiento perpetuo de Lisa
que gira cada vez más rápido viola la primera
ley, porque generaría energía de la nada,
además de no degradarse, hecho que viola la
segunda ley de la termodinámica.
