Quimica

QUÍMICA GENERAL
PROBLEMAS RESUELTOS

Dr. D. Pedro A. Cordero Guerrero

TERMODINÁMICA QUÍMICA

TERMODINÁMICA QUÍMICA
CONCEPTOS TEÓRICOS BÁSICOS
PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA TERMODINÁMICA: Principio 0: “Cuando dos cuerpos se ponen en contacto, al cabo de un cierto tiempo igualan sus temperaturas” Primer principio: “En todo proceso, la energía total es siempre la misma. Puedetransformarse de una forma a otra, pero ni se crea ni se destruye”. Segundo principio: No existe ninguna máquina que transforme íntegramente el calor en energía mecánica”

/\ U = /\ Q + /\ W; - PRIMER PRINCIPIO: Si el proceso tiene lugar a presión constante: /\ U = /\ Q - P./\ V;
- /\ U : ENERGÍA INTERNA: Es la energía total almacenada dentro del sistema. - /\ Q : Calor intercambiado por el sistema. -Sihay cambio de estado: /\Q = m.c L . Siendo: c L el calor latente de cambio de estado. Para el agua es: CL. FUSIÓN = 80 cal/g ; CL. VAPORIZACIÓN = 540 cal/g -Si no hay cambio de estado: /\Q = m.c e . /\ T. Siendo: c e el calor específico o capacidad calorífica. Para el agua es: Ce. HIELO = 0,5 cal/g.ºC ; CE. LÍQUIDO = 1,0 cal/g.ºC ; CE. VAPOR = 0,47 cal/g.ºC - /\ W : Trabajo mecánico, deexpansión: /\ W = - /\ (P.V) - Procesos a presión constante: /\ W = - P . /\ V - /\ H: ENTALPÍA. Es el calor intercambiado por un sistema cuando el proceso tiene lugar a presión constante: /\ H = /\ Q : Al este calor de reacción se le suele llamar: /\ Q P

/\ H = /\ U + P. /\ V

Si /\ H > 0: El proceso es endotérmico (Se absorbe calor) Si /\ H < 0: El proceso es exotérmico (Se desprende calor) Elcalor de reacción es igual a la variación de energía interna del sistema. Se le suele llamar: /\ Q V

- Procesos a volumen constante: /\ U = /\ Q :

RELACIÓN ENTRE AMBOS CALORES DE REACCIÓN. : /\ Q P = /\ Q V + P./\V ==> Cuando se trata de gases: /\ Q P = /\ Q V + /\n.R.T CALORES ESPECÍFICOS DE GASES: /\ Q P = n.CP /\T ; /\ Q V = n.C V./\T ==> C P = C V + R

SEGUNDO PRINCIPIO
- Máquinatérmica: Es cualquier dispositivo que transforme el calor en energía mecánica. Funcionan cogiendo calor de un foco caliente, cediendo parte a un foco frío y transformando el resto en energía mecánica. - Rendimiento de una máquina térmica: R =

TFOCO CALIENTE − TFOCO FRIO Q GANADO − Q CEDIDO ; R= ; Q GANADO TFOCO CALIENTE

- /\ S : ENTROPÍA: Es el cociente entre el calor intercambiado en un proceso yla temperatura a la cual se produce dicho intercambio. Nos da una idea del desorden del sistema, así cualquier evolución del mismo será tanto más probable cuanto más aumente su desorden, y por tanto, cuanto más aumente la entropía. Puede predecirse estas variaciones teniendo en cuenta que el aumento de entropía se producirá cuando: a) Al producirse la reacción o el cambio aumente en número deespecies químicas b) Al producirse la reacción o el cambio se formen enlaces menos rígidos, teniendo en cuenta que esta rigidez de los enlaces sigue el orden siguiente: Sólidos > Líquidos > Gases. - Procesos a Temperatura constante: (Cambios de estado) :

- Procesos con variación de temperatura:

Δ m.c LATENTE ΔQ ; ΔS = T T T Δ S = m.c ESPECIFICO .Ln FINAL TINICIAL
ΔS =

Si /\S > 0: Elproceso es probable que se produzca /\S < 0: Es probable que se produzca el proceso contrario
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL TERMODINAMICA QUÍMICA - 2 de 17

ESPONTANEIDAD DE LAS REACCIONES
- ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA TERMODINÁMICA: Ecuación de Gibbs-Helmholtz: /\G = /\H - T./\S - /\ G : ENERGÍA LIBRE DE GIBBS: ( G = H - T.S): Sus variaciones nos permiten saber si el proceso es espontáneoo no: Si /\G < 0: El proceso es espontáneo /\G > 0: Es espontáneo el proceso contrario /\G = 0: El proceso esta en equilibrio

AGRUPACIÓN DE LOS PROBLEMAS RESUELTOS (Algunos de ellos se podían incluir en varios grupos) Grupo A: Primer principio de la termodinámica Grupo B: Segundo principio de la termodinámica

PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL

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