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Í N D I C E

UNIDAD V: TERMOQUIMICA 2
Conferencia Nº15 2
I. INTRODUCCION 2
II. DEFINICIÓN DE TRABAJO Y ENERGÍA 3
2.1 TRABAJO 3
2.2 Energía 3
III. TEMPERATURA Y CALOR 4
3.1 TEMPERATURA 4
3.2 CALOR 5
IV. CALOR ESPECÍFICO. CALOR LATENTE. DEFINICIÓN DE CALORÍAS 5
4.1 CALOR ESPECÍFICO 5
4.2calor latente 5
4.3 CALORÍA 5
V. CAPACIDAD CALORÍFICA 5
VI. CALORIMETRÍA 6
6.1 Calorimetría aVolumen Constante 6
6.2 Calorimetría a Presión Constante 7
H = E + PV 12

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E INGENIERÍA AMBIENTAL
QUÍMICA GENERAL I

UNIDAD V: TERMOQUIMICA
Conferencia Nº15

Sumario:
1. Introducción.
2. Definición de Trabajo y Energía
3. Temperatura y Calor
4. Calor Específico. Calor Latente. Definición decaloría
5. Capacidad Calorífica
6. Calorimetría

I. INTRODUCCION
Toda reacción química obedece dos leyes fundamentales: la ley de la conservación de la masa y la ley de la conservación de la energía. Casi todas las reacciones absorben o producen (liberan) energía. El calor es la forma de energía más comúnmente absorbida o liberada en las reacciones químicas. El estudio de los cambios de caloren las reacciones químicas se llama TERMOQUIMICA. Con el propósito de examinar los cambios energéticos en las reacciones químicas, se requiere definir algunos términos fundamentales asociados con este tema.

Un Sistema es una parte específica del universo de interés para nosotros. Para los químicos, los sistemas comúnmente incluyen sustancias implicadas en cambios físicos y químicos. Hay trestipos de sistemas:
Figura 1. Representación de tres sistemas de agua en un frasco: a) un sistema abierto, b) un sistema cerrado, c) un sistema aislado.
Un sistema abierto puede intercambiar masa y energía (por lo general en forma de calor) con su entorno. Por ejemplo, un sistema abierto puede estar formado por una cantidad de agua en un recipiente abierto (Figura 1a), si se cierra el frasco comoen la figura 1b, de tal manera que el vapor de agua no pueda condensarse en el recipiente, se ha creado un sistema cerrado, el cual permite la trasferencia de energía (calor) pero no de masa. Al colocar el agua en un recipiente totalmente aislado, se construye un sistema aislado, el cual no permite la trasferencia ni de la masa ni de energía, como lo muestra la figura 1c.
II. DEFINICIÓN DETRABAJO Y ENERGÍA
2.1 TRABAJO
“Trabajo”(W) se define como la fuerza por la distancia (d) a lo largo de la cual actúa la fuerza:
W = F x d
En el sistema internacional, la unidad de trabajo es el Joule (J). El Joule se define como el trabajo realizado cuando una fuerza de un newton actúa a través de una distancia de 1 metro:
1J = (1N)(1m)= 1kgm/s21m = 1kgm2/s2
En termodinámica, el trabajotiene un significado mucho más amplio que incluye el trabajo mecánico, trabajo eléctrico entre otros. Un buen ejemplo del trabajo mecánico es la expansión de un gas. Imagine que hay un gas dentro de un cilindro cerrado con un émbolo móvil que no pesa y produce fricción, bajo ciertas condiciones de temperatura, presión y volumen. Cuando se expande, el gas empuja el pistón hacia arriba contra la presiónatmosférica externa P, que es constantes. El trabajo que realiza el gas sobre los alrededores es
w = -PV
donde V es el cambio de volumen, está dada por Vf- Vi. El signo menos en la ecuación se debe al convenio para w. Para la expansión de un gas V0, por lo tanto -PV es una cantidad negativa. Para la compresión de un gas (se realiza un trabajo sobre el sistema), V0, y -PV es una cantidadpositiva.

Ejemplo 1: Cierto gas expande su volumen de 2L a 6L a temperatura constante. Calcule el trabajo realizado por el gas si la expansión ocurre a) contra el vacío, b) contra una presión constante de 1.2atm.
a) Debido a que la presión externa es 0, el trabajo w realizado es:
w = -PV
w = -0(6L – 2L) = 0
b) La presión externa de oposición es 1.2atm, por lo tanto:
w = -PV
w =...