Conceptos Fundamentales de Termodinámica: Entalpía, Entropía y Energía de Gibbs
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1. Primera Ley de la Termodinámica
La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma y se conserva.
2. ¿Qué es la entalpía?
Es la cantidad de energía calorífica de una sustancia y la designamos con la letra H.
3. En un proceso endotérmico
a. ¿Qué valor toma la entalpía?
Es mayor que cero (ΔH > 0).
b. ¿El sistema absorbe o libera calor?
El sistema absorbe calor Q(+).
4. Si la entalpía es menor que 0 (ΔH < 0)
a. ¿Qué proceso representa?
Representa un proceso exotérmico.
b. ¿El sistema absorbe o libera calor?
El sistema libera calor Q(-).
5. En una ecuación termoquímica, ¿qué representa el signo negativo de la entalpía?
Representa un proceso exotérmico, porque el sistema pierde calor y lo libera al entorno.
6. ¿Qué es la entropía?
Mide el desorden de un sistema a nivel atómico y la designamos con la letra S.
7. ¿Qué es un proceso espontáneo reversible?
Un proceso espontáneo es aquel que ocurre de manera natural y en una sola dirección. Al ser reversible, significa que puede regresar al mismo estado inicial.
Ejemplo: Cuando la entropía de la reacción es igual a 0, esta es espontánea y reversible; de igual manera ocurre con la energía libre de Gibbs.
8. Definiciones de procesos
- Proceso espontáneo: Ocurre de manera natural y en una sola dirección.
- Proceso no espontáneo: Ocurre de una manera no natural; existe una intervención y son de una sola dirección.
- Proceso reversible: Puede ir y regresar de un estado en ambas direcciones.
- Proceso irreversible: Ocurre en una dirección única y no puede invertirse por sí solo.
9. ¿Por qué la entropía es una función de estado?
Porque no depende del camino recorrido; solo depende del estado inicial y del estado final.
11. ¿Qué indica la segunda ley de la termodinámica?
La entropía del universo aumenta en un proceso espontáneo y se mantiene en equilibrio.
12. ¿Qué representa el valor de S?
- a. S mayor que 0 (ΔS > 0): Proceso espontáneo e irreversible.
- b. S menor que 0 (ΔS < 0): Proceso no espontáneo e reversible.
- c. S igual que 0 (ΔS = 0): Proceso en equilibrio.
13. ¿Qué es la energía libre de Gibbs?
Es la energía liberada por un sistema para realizar un trabajo y su símbolo es G.
14. Criterios de espontaneidad según la energía libre de Gibbs
- a. G mayor que 0 (ΔG > 0): Proceso no espontáneo.
- b. G menor que 0 (ΔG < 0): Proceso espontáneo.
- c. G igual a 0 (ΔG = 0): Proceso en equilibrio.