Documentos Henry

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
SECCIÓN DE QUÍMICA ANALÍTICA

INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA
QUÍMICA

MsC Alfredo Cruz Monzón

Termoquímica
• Termodinámica:
Estudia los cambios de energía que se producen en los procesos físicos y químicos.
• Termoquímica:
Estudia las transferencias de calor asociadas a las reaccionesquímicas, es decir el
calor que se absorbe o desprende en una reacción química

Sistema químico que
evoluciona de reactante a
producto, desprendiendo
energía.
Reacciones
Exotérmicas.

Sistema químico que
evoluciona de
reactante a producto
necesitando energía
Reacciones
Endotérmicas.
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Sistema, Alrededores y entorno
Sistema: Parte del universo que se somete a estudio.
Alrededores: Esel universo externo al sistema.
Frontera o Limite del Sistema: Línea imaginaria que separa al sistema de los
alrededores
TIPOS DE SISTEMAS según su relación con el entorno
1. S. Abierto: puede intercambiar materia y energía con su entorno
2. S. Cerrado: no intercambia materia pero puede intercambiar energía con su entorno
3. S. Aislado: no intercambia ni materia ni energía con su entorno; escomo un universo
en si mismo

abierto

cerrado

aislado

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Estado Termodinámico
Conjunto de condiciones que identifican perfectamente a un sistema
Un sistema Termodinámico queda descrito cuando se le asignan ciertas magnitudes
llamadas “Funciones de Estado”.
Función de Estado:
Propiedad del sistema y que tiene un valor definido para cada estado termodinámico.
Su valor sólodepende del valor inicial y final y no del camino recorrido para alcanzar
dicho estado
Son Funciones de Estado: P, V, T, E, H, G, S.
NO son Funciones de Estado: q (calor), w (trabajo),
Para indicar un cambio de una función de estado:

∆ X = X final - X inicial
En un sistema concreto:
1. Si se fijan 2 o 3 funciones de estado, entonces el resto quedan definidas.
2. Si cambian las característicasdel sistema, cambian sus funciones de estado.
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Proceso Termodinámico
Transformación en que un sistema intercambia energía con sus alrededores, pasando de un
estado inicial de equilibrio a otro estado final de equilibrio.
Pueden ser:
* Procesos reversibles:
Cuando suceden en etapas tan cortas que las variables del sistema no varían
apreciablemente entre etapas. El sistema está enconstante equilibrio con el entorno y
puede invertirse mediante un cambio infinitesimal.
* Procesos irreversibles:
Cuando el sistema cambia tan rápido que no puede restablecer el equilibrio con su
entorno. Un pequeño cambio en las variables no consigue invertir el proceso.

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ENERGÍA INTERNA
Función de estado que representa toda la energía que contiene dicha sustancia.
En una reacciónquímica:
Reactivos →
Productos
Estado (1)
Estado (2)
E1
E2
Donde
ΔE = E2 – E1
En un sistema puede haber una pérdida o ganancia de energía, donde se cumple que:

Si E2 > E1, entonces ΔE = (+)

El sistema ha ganado energía de los alrededores.

Si E2 < E1, entonces ΔE = (-)

El sistema ha desprendido energía hacia los alrededores

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La Termodinámica estudia el intercambio de energíaentre los sistemas y su alrededores.
La energía, es una propiedad de un sistema que expresa su capacidad para realizar un
trabajo

Entre un sistema y sus alrededores , la energía puede intercambiar de dos maneras:
* Trabajo: Cuando el sistema se desplaza una cierta distancia “x”, debido a una fuerza
presente.
* Calor: Energía que se intercambia como resultado de una diferencia detemperaturas.
El calor fluye desde el cuerpo más caliente hasta el cuerpo más frío.

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EL TRABAJO
La transferencia de energía en forma de trabajo requiere la acción de una fuerza a lo largo
de una distancia.
El llamado trabajo P – V, es el mas frecuente en los sistemas químicos, porque es el que
está asociado con la expansión o compresión de gases.

Sea un cilindro, de sección transversal...