Termodinámica: variables de estado, procesos e entalpías fundamentais

Variables de estado e procesos termodinámicos

As variables que dependen única e exclusivamente do estado no que se atopa o sistema, sen depender dos procesos de transformación que este experimentase para acadar ese estado, reciben o nome de funcións de estado e son de grande importancia no estudo dos sistemas. Son funcións de estado: a presión, o volume, a temperatura, a enerxía interna, a entalpía, a entropía e a enerxía libre.

Cando un sistema modifica o valor dunha ou máis variables de estado, dicimos que o sistema sufriu unha transformación ou un proceso. É moi común estudar procesos nos que algunha variable mantén o seu valor constante; por exemplo:

• Procesos isotérmicos: ocorren a temperatura constante.
• Procesos isobáricos: ocorren a presión constante.
• Procesos isocóricos: ocorren a volume constante.

Outra clasificación importante distingue entre procesos reversíbeis e procesos irreversíbeis.

Entalpías

As entalpías son magnitudes termodinámicas relacionadas coa enerxía intercambiada a presión constante e pódense clasificar segundo a súa orixe ou mecanismo. Entre as máis frecuentes destacan:

• Entalpía de combustión: é a enerxía térmica desprendida cando un mol de substancia arde completamente en osíxeno a presión constante. Acostúmase determinar a calor de combustión a volume constante, nunha bomba calorimétrica, e a partir deste dato calcúlase a entalpía de combustión.
• Entalpía de disociación: é a enerxía necesaria para descompoñer, a presión constante, un mol de substancia nos seus átomos constituíntes en estado gasoso. Sempre é positiva.
• Entalpías de cambios de estado (de vaporización, fusión, sublimación...): representan a enerxía posta en xogo cando un mol de substancia cambia de estado de agregación, a presión e temperatura constante. Tamén se chaman calores latentes.
• Entalpía de disolución: é a enerxía intercambiada, a presión constante, cando un mol dunha substancia se disolve totalmente nunha cantidade suficiente de disolvente, de forma que por posterior dilución non se produza ningún intercambio adicional de enerxía.

Entalpía estándar de formación (ΔH°)

Defínese a entalpía normal ou estándar de formación dun composto, ΔH° (tamén escrita AH°), tamén chamada calor de formación, como a variación de entalpía que ten lugar cando se forma un mol de composto a partir dos elementos que o constitúen no seu estado de agregación máis estable en condicións estándar.