Potenciales termodinamicos

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3.1.1 ECUACIÓN DE GIBBS-HELMHOLTZ
La ecuación que relaciona ΔG, ΔH y ΔS es la llamada ecuación de Gibbs-Helmholtz
Esta ecuación nos dice, que la tendencia a producirse una reacción, ΔG, depende de dos funciones, ΔH y ΔS multiplicada por la temperatura absoluta.
-Si ΔH y ΔS son positivos; ΔG será negativo solo cuando TΔS sea de mayor magnitud que ΔH. (Se cumple a temperaturas elevadas)-Si ΔH es positivo y ΔS es negativo; ΔG será positivo independientemente de la temperatura.
-Si ΔH es negativo y ΔS es positivo; ΔG será negativo independientemente de la temperatura.
-Si ΔH es negativo y ΔS es negativo; ΔG será negativo solo cuando TΔS sea de menor magnitud que ΔH (Se cumple a bajas temperatura).
3.2.1 POTENCIALES TERMODINÁMICOS
Es una variable de estado asociada a unsistema termodinámico que tiene dimensiones de energía. El llamarlo potencial se debe a que en cierto sentido describe la cantidad de energía potencial disponible en el sistema termodinámico sujeta a ciertas restricciones. Los potenciales sirven para predecir bajo las restricciones impuestas que cambios termodinámicos serán espontáneos y cuales necesitarán aporte energético.

Así losdiferentes potenciales corresponden a diferentes tipos de restricciones sobre el sistema. Los cuatro potenciales más comunes son:
Nombre | Fórmula | Variables naturales |
Energía interna | | |
Energía libre de Helmholtz | | |
Entalpía | | |
Energía libre de Gibbs | | |
Ddonde:
T = temperatura P= presión
S = entropía V= volumen
Ni=número de partículas.
Puededemostrarse que el conocimiento de uno de los potenciales termodinámicos en función de sus variables naturales permite obtener todas las variables termodinámicas del sistema. Esto es posible mediante la utilización de las cuatro relaciones de Maxwell para la termodinámica, ecuaciones en derivadas parciales que relacionan las variables de estado con potenciales termodinámicos.
3.2.2 CONCEPTO DEPOTENCIAL QUÍMICO.
En termoquímica, potencial químico, cuyo símbolo es μ, es un término introducido en 1876 por el fisicoquímico estadounidense Sillar Gibbs.
El potencial químico también se define como la tendencia de un componente a escapar de una determinada fase, así, si el potencial químico es alto, el componente querrá salir lo más rápido posible de la fase en que se encuentra y alcontrario, si es bajo, querrá permanecer en ella.
POTENCIAL QUÍMICO TERMODINÁMICO
El potencial químico de un sistema termodinámico es el cambio de energía que experimentaría el sistema si fuera introducida en éste una partícula adicional, con la entropía y el volumen mantenidos constantes. Si un sistema contiene más de una especie de partículas, hay un potencial químico diferente asociado acada especie, definido como el cambio en energía cuando el número de partículas de esa especie se incrementa en una unidad.
3.2.3 ENERGÍA LIBRE DE HELMHOLTZ
También se denomina función de Helmholtz o función trabajo. Es una magnitud extensiva del sistema, función de estado termodinámico, por tanto, no depende del proceso sufrido, sino del estado final e inicial del sistema.
3.2.4PROPIEDADES DE LA ENERGÍA LIBRE DE HELMHOLTZ
Se mide en julios [J], calorías [cal] ó cualquier otra unidad de energía. Sus variables canónicas con la temperatura T y volumen V del sistema. Además, se suele simbolizar con la letra A, del alemán Arbeit que significa trabajo.
* A = A(T,V)

Definición total
* A = U − TS
Donde: U = Energía interna S = Entropía
Definición diferencial
*dA = − SdT − PdV
Donde: P = Presión del sistema
Se relaciona con la energía libre de Gibbs mediante la expresión
* dG = dA + d(PV)
3.2.4.2 TEORIA DEL EQULIBRIO QUIMICO
La teoría del equilibrio químico define el estado final de un sistema de reacción, además pronostica los cambios originados por la temperatura y la presión. Si consideramos la reacción reversible general:...
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