1 Principios De Termodin Mica MARICRUZ

Conceptos básicos de
Termodinámica: Entalpía, Entropía y
Energía Libre

Espontaneidad de los procesos
1.

Para comprender la espontaneidad de un proceso es conveniente estudiar los
modos en los que cambia el estado del sistema. Así se clasifican en reversibles y
no reversibles.

2.

Proceso reversible: se puede invertir exactamente el cambio sufrido por el sistema
sin que haya cambio neto en elsistema o alrededores, esto es, el sistema puede
ir y venir entre estados a lo largo de un mismo camino. Ejp: Fusión y congelación
de 1 mol de agua a 0ºC y 1 atm.
Estado 1  Estado 2

3.

Proceso no reversible: no se puede invertir exactamente el cambio sufrido por un
sistema sin que se realice un cambio en el entorno, esto es, el sistema y entorno
no pueden volver a su estado original por elmismo camino. Incluso si se regresa
el sistema al estado original, el entorno ha de haber cambiado.
Todo proceso espontáneo es irreversible. Ejp: combustión de gasolina.
Estado 1  Estado 2

Procesos físicos y químicos espontáneos
•Una cascada va hacia abajo
•Un terrón de azúcar se disuelve en una taza de café
•En 1 atm, el agua se congela por debajo de 0°C y el hielo se
derrite arriba de 0°C
•Elcalor fluye de un objeto caliente a un objeto frío
•Un gas se expande en un espacio libre vacío
•El hierro expuesto al oxígeno y al agua forma óxido
Espontáneo
No espontáneo

18.2

Espontáneo

No espontáneo

18.2

Espontaneidad de los procesos
•

Los procesos químicos se dan en una
dirección inherente: espontáneos en un
sentido y no espontáneos en el sentido
contrario.
• La espontaneidad sepredice
conociendo dos parámetros del sistema:
1. Cambio de entalpía (H)
2. Cambio de entropía (S)

Espontaneidad de los procesos
1.

Cambio de Entalpía (∆H): función de estado
(propiedad que está determinada por el estado físico
del sistema, independientemente de cómo se alcanzó
esa condición), que representa la cantidad de calor
involucrado en un proceso (si es una rxn se habla de
∆H rxn ), que serealiza a Presión constante.

2.

H= U+PV, a P= cte.

3.

H: + , rxns endotérmicas
H: -, rxns exotérmicas

La entalpía estándar de reacción (∆H0rxn) es la entalpía de
una reacción a 25°C y 1 atm.
aA + bB

cC + dD

0
Hrxn
= [cH0f (C) + dH0f (D) ] - [aH0f (A) + bH0f (B) ]

H0rxn =  nH0f (productos)-  mHf0 (reactivos)
Ley de Hess: Cuando los reactivos son convertidos a productos, elcambio de
entalpía es el mismo si la reacción ocurre en un paso o en una serie de pasos.

∆H=∆H1+∆H2+∆H3+….
(La entalpía es una función de estado. No importa el
camino tomado, solamente los estados inicial y final.)

Espontaneidad de los procesos
4.

Entropía (S): función de estado (propiedad que está
determinada por el estado físico del sistema,
independientemente de cómo se alcanzó esacondición), que representa la medida de la aleatoriedad
o del desorden de un sistema, a mayor desorden, mayor
S.

5. Segunda Ley de la Termodinámica:
“La entropía del universo aumenta en un proceso
irreversible (espontáneo) y se mantiene constante en un
proceso reversible.”
S= Sfinal-Sinicial
Suniv = Ssist + Salred

Primera ley de la termodinámica
La energía no se crea ni se destruye, sólo setransforma
Segunda ley de la termodinámica
La entropía del universo aumenta en un proceso
espontáneo (irreversible) y permanece inalterada en un
proceso reversible (en equilibrio).
Proceso espontáneo

Suniv = Ssis + Ssurr > 0

Proceso reversible (en equilibrio): Suniv = Ssis + Ssurr = 0
18.4

Entropía
Las funciones de estado son aquellas que son determinadas por el estado del
sistema,independientemente de cómo se alcanza ese estado.

energía, entalpía, presión, volumen, temperatura, entropías

La energía potencial del excursionista
1 y del excursionista 2 es la misma aun
cuando ellos tomen caminos
diferentes.

18.3

Procesos que
conducen a un
aumento de la
entropía (S

> 0)

18.2

Cambio de entropía en el sistema (Ssis)
Entropía estándar de reacción (S0rxn) es el cambio de
entropía...