Guía Teórica

A los estudiantes
Termodinámica Química no solo es una materia importante dentro del plan de estudios, en la que se desarrollan contenidos útiles tanto para materias posteriores como para el ejercicio profesional. Además de eso, marca un momento singular en el cursado de la carrera de Ingeniería, siendo la primer asignatura del Área de Tecnologías Básicas. En este sentido, se hace necesario unnuevo enfoque de estudio, que difiere en cierta medida del enfoque seguido para materias anteriores. Este desafío se suma a la cantidad importante de temas, conceptos, métodos y por supuesto ecuaciones que se tratan en Termodinámica Química. Muchos estudiantes han expresado sus dificultades o su desorientación respecto a cómo estudiar la materia. Una de las medidas tomadas desde la cátedra paracontrarrestar estas dificultades, ha sido la preparación de algunas guías de lectura con preguntas orientadoras para cada tema o unidad.

Guías de lectura
Cada una de las guías que se presentan a continuación corresponden a una clase teórica determinada, y a un material de lectura que también se especifica en cada caso. Se sugiere prestar atención a las preguntas tanto antes como después de leerel material. Si al final de la lectura el alumno no es capaz de responder las preguntas, debería repasar nuevamente el texto y/o discutirlo con sus compañeros de estudio.

Unidad 1. Magnitudes, Unidades y Conceptos Básicos
Material: SVNA: Secc. 1.1 a 1.9 (1-15) y 2.1 a 2.4 (21 a 25)

1- ¿Qué son y en qué se diferencian las propiedades extensivas y las intensivas? Dé dos ejemplos de cada una.2- a) ¿Qué diferencia existe entre volumen, volumen molar y volumen específico? b) ¿Existe una densidad correspondiente a cada uno de estos volúmenes? ¿Qué unidades tiene cada una? c) ¿A qué volumen se refieren los 24.4 litros que ocupa un gas ideal a 1 atm y 298 K? 3- ¿Porqué se sugiere el uso del gas ideal para la construcción de termómetros, en lugar de un líquido específico? 4- ¿En cuales delas cuatro escalas puede estar expresada la temperatura referida en la ecuación de los gases ideales PV=RT? 5- ¿Porqué la unidad “kilogramo” suele ser usada para cuantificar tanto una masa como una fuerza o una presión? ¿Cuáles son las unidades apropiadas en cada caso? 6- ¿Qué diferencia existe entre las presiones absoluta, manométrica y barométrica? 7- ¿Qué relación existe entre trabajo, energía ycalor? ¿Qué conexión tienen con la temperatura? 8- ¿Cómo se relaciona la primera ley de la termodinámica con los experimentos de Joule? 9- ¿De qué maneras se puede aumentar la energía interna de un fluido? ¿Qué sucede a nivel microscópico o molecular cuando aumenta la energía interna?

Unidad 1. Conceptos Básicos y Primera Ley
Material: SVNA: Secc. 2.5 a 2.11 (26 a 44). Secc. 4.1 y 4.2(125-134)

1. A partir de la primera ley: ¿puede decirse que la energía total de un sistema se mantiene constante? 2. Explique la factibilidad de enfriar su cocina durante el verano abriendo la puerta del refrigerador accionado eléctricamente. 3. Un motor eléctrico funciona “caliente” en servicio, debido a sus irreversibilidades internas. Se sugiere que la pérdida de energía asociada ha sido minimizadapor el aislamiento térmico del armazón del motor. Realice un comentario crítico respecto a esta sugerencia. 4. ¿Puede ser que la regla de las fases dé cero grados de libertad? ¿Qué significaría esto? Dé un ejemplo. 5. ¿Es posible obtener un número negativo de grados de libertad? ¿Cómo interpretaría esto?

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Termodinámica Química

6. Un laboratorio de renombre reporta coordenadas del puntocuádruple de 10.2 Mbar y 24.1 ºC para el equilibrio entre las cuatro fases de las formas alotrópicas sólidas del exótico producto químico β–miasmone. Evalúe la afirmación. 7. Un sistema compuesto por cloroformo, 1,4-dioxano y etanol existe como un sistema de dos fases vapor/líquido a 50 ºC y 55 kPa. Se encuentra que después de agregar una cierta cantidad de etanol puro, el sistema puede...