Termodinámica

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TERMODINAMICA, EQUILIBRIO Y CINETICA

¿Qué es la termodinámica?

La termodinámica es el estudio de los cambios energéticos y el flujo de energia en un sistema. Las leyes de termodinámica no tan sólo gobiernan los cambios energéticos en una reacción, sino que también proveen las herramientas que permiten predecir si la reacción será o no espontánea. Un proceso espontáneo es aquel que tieneuna tendencia natural a ocurrir por su propia disposición.

Un sistema se define como esa parte del universo bajo estudio. El sistema está contenido dentro de un límite o una frontera, que puede ser real o imaginaria, movible o fija. La región fuera del límite o frontera se conoce como los alrededores.

Los procesos pueden ocurrir con la absorción o liberación de energía, que usualmente semanifiesta en forma de calor y/o de trabajo. Como el calor y el trabajo son medidas de transferencia de energía, ambos tienen la mismas unidades que la energía. La unidad (SI) usada para todas las medidas de energía , incluyendo las de calor y trabajo, es el julio (J) o el kilojulio (kJ). Un julio = Kg m2 /seg2. (1 caloría = 4.184 J (exactos))

Calor es el nombre asignado a la energía según éstaes transferida a través del límite (o la frontera) de un sistema por virtud de la diferencia o gradiente en temperatura entre el sistema y los alrededores. El calor es, pues, energía en transferencia.

¿Equivale la temperatura al calor?

No; calor y temperatura no son la misma cosa. La temperatura determina la dirección del flujo de calor ya que debe existir una diferencia (gradiente) entemperatura para que la energía se transfiera como calor. El calor fluye espontáneamente del objeto más caliente (de más alta temperatura) al menos caliente (de menor temperatura).

El trabajo, como el calor, es energía en transferencia.

¿Qué se entiende por entalpía?

Hay una propiedad del sistema llamada entalpía, cuyo símbolo es H, que es una función de estado (depende del estado delsistema y no en la manera de como el sistema llegó a ese estado).

En los procesos a presión constante lo que en realidad se mide es el cambio en entalpía (H), o sea que el calor liberado o absorbido por el sistema equivale al cambio en la entalpía del mismo.

La entalpía es una medida del contenido de calor de una substancia. Cada substancia pura posee entalpía, o sea, tiene una ciertacantidad de energía asociada a ella cuando está en un estado particular y a una temperatura específica. Es la energía que puede ser tranferida en forma de calor cuando el proceso se dá a presión constante.

Como realmente no se conoce cuanta energía representa la entalpía, lo que se determina es el cambio en el contenido de calor de las substancias, H. Este cambio se mide por la diferencia en entalpíaentre el estado final e inicial de un sistema:

H = H(final) - H(inicial)

Los signos matemáticos aplicados a los cambios en entalpía se interpretan como sigue:

H positivo; se añade calor al sistema (proceso endotérmico)
H negativo; el sistema libera calor (proceso exotérmico)

Por lo general, los valores de H se reportan a 25oC y 1 atmósfera de presión. Esto es lo que se conoce comoun estado a condiciones estándar y se representa por el símbolo Ho.

El H representa el cambio en entalpía de la reacción, o el cambio en contenido de calor entre reactantes y productos. El calor de reacción es el cambio en entalpía asociado a esa reacción y se calcula usando la siguiente ecuación:

Horeacción = Hproductos - Hreactantes

( = sumatoria)

Si el valor de Ho de reacción sereporta como negativo, entonces la reacción será exotérmica. En este proceso, el contenido de calor de los reactantes es mayor que el de los productos.

Si el valor de Ho de reacción se reporta como positivo, entonces la reacción será endotérmica. En este proceso, el contenido de calor de los reactantes es menor que el de los productos.

Valores de Ho se pueden calcular de de las energías de...
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