Termodinámica

Clasificado en Física

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La termodinámica: estudia las transformaciones entre energía, calor y trabajo, siendo la termoquímica una división de la termodinámica, que estudia los intercambios energéticos en una reacción química, y en la que nos centraremos en esta unidad.Sistemas termodinámicos: un sistema termodinámico es aquella parte del universo que estamos estudiando, mientras k el entorno inmediato de dicho sistema se denomina alrededores. Se pueden clasificar en: *abiertos: intercambian materia y energía,*cerrados:intercambian energía pero no materia,*aislados: no intercambian ni materia ni energía.Variables de estado: presión, volumen, temperatura, concentración o la densidad.Funciones de estado: las funciones de estado únicamente se relacionan con los estado inicial y final del sistema de forma k si el camino recorrido hiciera coincidir ambos estados, lo k se denomina un ciclo, la variación de cualquier función de estado seria nula.Tipos de transformaciones: -isobaras: a presión constante. -isocoras: a volumen constante.-isotermas: a temperatura constante.-adiabáticas: sin intercambio de calor.Concepto de temperatura: -energía potencial: enlaces entre las partículas responsables de la estructura interna de la materia.-energía cinética: movimiento de las partículas.Escalas termométricas: el termómetro determina alguna magnitud dependiente de la temperatura. Los termómetros miden as temperaturas de acuerdo con una escala termométrica, obtenida según un determinado procedimiento.Calor: es la transferencia de energía entre un sistema y sus alrededores debido a la diferencia de temperatura entre ambos.(la unida son los julios J). El calor absorbido o cedido por una sustancia depende de la masa de la sustancia(m), de su calor especifico(ce) y del incremento de temperatura(AT): “Q=mceAT”Calor especifico: calor k toma o cede 1 kg de masa para aumentar o disminuir respectivamente su tº 1 grado. Se mide en j/Kg. El valor k se usa es el calorímetro, k permite la transferencia de calor entre el sistema y sus alrededores tomando el conjunto como un entorno único aislado del exterior.Trabajo: en un recipiente con una pared movil, la expansion o contracción del sistema puede mover dicha pared, realizando un trabajo sobre una fuerza externa, al mover la pared una cierta distancia. Para un sistema a presion constante, el trabajo es (en J).
"W=-P(Vf-Vi)”
Primer principio de la termodinámica: “en todo sistema aislado, la energía total se conserva”. “en cualquier sistema termodinámico, la ganancia o perdida de energía se corresponde con la perdida o ganancia de energía, respectivamente, por parte de los alrededores.Energía interna: Es la energía que realmente tiene un sistema en función de diversos parámetros ( capacidad de movimiento ). La variación de la energía interna ( AU) de un sistema corresponde a la energía en forma de calor y trabajo intercambiada con su entorno. “ AU=Q + W”Entalpía (H): la variación de entalpía ( AH) se define como la energía ( calor ) intercambiada por un sistema a presión constante, siendo la entalpía : “H= U + PV”Reacciones endotérmicas y exotérmicas: la variación de entalpía como el calor intercambiado en un proceso a presión constante.-Transformaciones exotérmicas: en las k se produce un desprendimiento de energía, el sistema cede energía a su entorno. AH<0. -transformaciones endotérmicas: el sistema absorbe energía de su entorno, la variación de entalpía será positiva. AH>0. -reacciones exotérmicas: los enlaces formados son mas estables k los k existían en los reactivos, por lo k se producirá un desprendimiento de energía. -reacciones endotérmicas: los enlaces formados son menos estables por lo k se absorberá energía.Entalpía de reacción: “la variación de entalpía de reacción, AHr, corresponde al calor cedido o absorbido durante una reacción kimica a presión constante.Entalpía de formación: “es la formación de un mol de una sustancia a partir de sus elementos constituyentes en su estados estándar se corresponde con el calor intercambiado en dicha reacción”. La variación de la entalpía de reacción es igual a la variación de la entalpía de formación de los productos de la reacción menos la de los reactivos: “AHr= EnpAHf(productos)-EnrAHf(reactivos)Entalpía de enlace: La energía necesaria para romper un mol de un enlace especifico, estando reactivos y productos en un estado hipotético de gas ideal a 1 atm de presión y 298 k.Entalpía de combustión: Dicha energía se suele obtener gracias a las reacciones químicas. La entalpía de combustión estándar: La variación de la entalpía de combustión estándar es la variación de entalpía que se produce en la combustión de un mol de un compuesto en su estado estándar. El poder calorífico es la energía que se desprende en la combustión de 1 Kg. de combustible.Ley de Hess: La cantidad de calor intercambiada en la formación de un determinado compuesto es constante e independiente del proceso seguido en su obtención, ya se hubiera formado directamente o a través de varios pasos.Diagramas entalpicos: La ley de Hess se puede representar gráficamente mediante diagramas entalpicos.Entropía: Procesos que se producen sin intervención externa, se les denomina procesos espontáneos.-Procesos reversibles e irreversibles: Se conoce como proceso irreversible aquel en el que un sistema evoluciona de forma espontánea, y en el que para devolver el sistema a su estado original es necesario aportar energía.Se conoce como proceso reversible aquel proceso ideal que se da de manera muy lenta, ya que evoluciona a través de cambios infinitesimales de las condiciones externas, por lo que en cada momento se halla en equilibrio. En estos procesos es posible modificar el sentido de la evolución con solo variar infinitesimalmente alguna de las condiciones externas.Segundo principio de la termodinámica: “Todos los sistemas aislados tienden espontáneamente al desorden”.Entropía (S): La entropía mide el grado de desorden de un sistema. En un proceso reversible, la entropía del universo permanece constante, mientras que siempre aumenta en un proceso irreversible.Tercer principio: un cristal perfecto a una temperatura de 0 K tendrá una entalpía nula. Así por ejemplo, la entropía ira aumentando si el cambio de estado físico supone una transición entre el orden y el desorden. Asimismo también se vera influida por la temperatura, la masa atómica o molecular o la complejidad del compuesto.

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